2024届高三化学二轮复习 氮及其化合物专题训练
展开A.a物质:NO;b物质NO2;c物质:HNO3
B.a物质:SO2;b物质:SO3;c物质:H2SO4
C.a物质,Al;b物质:Al(OH)3;c物质:NaAlO2
D.a物质:CO2;b物质:H2CO3;c物质:NaHCO3
2.(2023秋•浦东新区校级月考)人工固氮方式主要通过合成氨反应,科学家证实了N2与H2在固体催化剂表面全成氨的反应过程,示意图如图。下列说法正确的是( )
A.图①可看出N2、H2分子中均为单键
B.图③到图④的过程向外释放能量
C.升高温度一定提高一段时间内NH3的产率
D.合成氨反应达平衡,反应速率关系:3v正(H2)=2v逆(NH3)
3.(2023秋•杭州月考)我国科学家研制的高效固体催化剂LDH,实现了在常温常压、可见光条件下“人工固氮”,其原理如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.使用LDH,可同时提高反应速率和N2的平衡转化率
B.反应过程中存在极性、非极性共价键的断裂与形成
C.反应的△S<0
D.当反应过程中转移了0.3ml电子时,能产生2.24LNH3
4.(2023春•南山区期末)合成氨是工业制硝酸的基础,如图为工业制硝酸的流程示意图,下列有关说法正确的是( )
A.流程中的转化涉及分解反应
B.从氨分离器中分离出NH3的操作是洗气
C.氧化炉中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:5
D.吸收塔中通入空气的作用是使NO、NO2充分转化为HNO3
5.(2023秋•重庆月考)将下列固体在隔绝空气的密闭容器中用酒精灯加热,在加热过程中发生化学反应,但冷却后又聚集为原来物质的是( )
A.碘片B.氯化铵C.碳酸氢铵D.碳酸钠
6.(2023秋•江阴市校级月考)下列与NH3相关实验的说法错误的是( )
A.甲图制备NH3可选用的药品为Ca(OH)2与NH4Cl的混合物
B.乙图实验时,可观察到烧瓶中液体为红色,体现NH3是碱性气体
C.丙图实验中,可观察到有大量白烟生成,体现NH3的还原性
D.丁图可用于NH3的尾气处理,且具有防倒吸作用
7.(2023•河北区二模)氨是一种重要的化工原料,根据如图转化判断下列有关表述正确的是( )
A.浓硝酸见光易分解且易挥发,应用棕色试剂瓶盛放且用胶塞密封
B.戊与丁反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
C.实验室中可以采取加热甲物质的方法制取氨气
D.向饱和NaCl溶液中依次通入过量的CO2和NH3,然后过滤可制得乙
8.(2022秋•南开区校级期末)下列关于工业合成氨的叙述正确的是( )
A.及时从反应体系中分离出氨气,有利于平衡向正反应方向移动
B.催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间,而压强无此作用
C.工业合成氨的反应是熵增的放热反应,在任何温度下都能自发进行
D.高温、高压都能缩短反应达到平衡状态所用的时间,而只有高温有利于提高合成氨的产率
9.(2023春•郫都区校级月考)在给定条件下,下列物质间转化不能实现的是( )
A.黄铁矿SO2SO3H2SO4
B.FeFeCl2FeCl3FeCl2
C.NaNa2ONaOHNa2CO3
D.NH3NONO2HNO3
10.(2023春•晋江市期中)下列说法正确的是( )
A.液氨汽化时要吸收大量的热,使周围温度急剧降低,故液氨可用作制冷剂
B.向Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸,无明显的变化
C.常温下,浓硫酸和浓硝酸都不能与铁反应
D.将分别蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近,有白烟产生
11.(2023春•宝安区校级期中)氨广泛应用于化工、化肥、制药等领域,一种新型制备氨的方法如图。下列说法错误的是( )
A.反应①属于氮的固定
B.反应②属于氧化还原反应
C.反应⑤在无水环境中进行时,有白烟产生
D.该转化过程总反应的反应物是N2和H2O,产物是NH3和O2
12.(2023•海淀区校级开学)某小组在实验室制取氨气,装置或药品选择不正确的是( )
A.发生装置选①或②,其中所放药品不同
B.干燥装置选③,药品选用无水硫酸铜
C.收集装置选④,进气口为f,出气口为e
D.尾气吸收装置选⑥不选⑤,⑥有防倒吸作用
13.(2023春•成华区校级月考)某课外活动小组验证氨的某些性质并收集少量纯净的N2。实验进行一段时间后,观察到黑色CuO变红,无水CuSO4变蓝,并且在最后的导管末端处收集到纯净、干燥的N2。下列说法不正确的是( )
A.盛放浓氨水的仪器是分液漏斗
B.该实验证明氨气具有还原性
C.最后出气管口可以用塑料袋或球胆收集氮气
D.洗气瓶中浓硫酸的作用只有吸收多余氨气
14.(2023•桃城区校级开学)氮及其化合物的“价﹣类”二维图如图所示。下列说法正确的是( )
A.X可通过加热稀氨水制取
B.从物质类别角度分析,P和Z都属于酸性氧化物
C.将X转化为Q的过程,属于氮的固定
D.3.2gCu与10ml•L﹣1的Y溶液恰好反应,生成NO、NO2混合气体1.12L(标准状况),则Y溶液的体积为15mL
15.(2023•越秀区开学)部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a的氧化或还原均可实现氮的固定
B.b是红棕色气体,b常温下可转化为c
C.常温下d的稀溶液可保存在铝制容器中
D.e的溶液与碱反应一定会放出氨气
16.(2023•湛江一模)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度,如图为氮、硫及其部分化合物的价类二维图,下列说法不正确的是( )
A.坐标轴左侧区域代表的是氮及其化合物
B.a→b→c→d→e的转化均能一步实现
C.c、d和i、j均属于酸性氧化物
D.f与l可以是同一种物质
17.(2023春•海淀区校级期末)下列各项比较中,一定相等的是( )
A.相同物质的量的Na2CO3和NaHCO3和足量盐酸反应生成CO2的质量
B.相同物质的量Cu分别与足量浓硝酸和稀硝酸反应,生成气体的物质的量
C.相同质量的Fe分别与足量Cl2、S充分反应,转移的电子数
D.相同物质的量浓度的氢氧化钠与一水合氨溶液中的c(OH﹣)
18.(2023•和平区校级开学)下列有关氮及其化合物的说法正确的是( )
A.氨遇到浓盐酸、浓硫酸都会发生反应,产生白烟
B.NO2溶于水时,NO2是氧化剂,水是还原剂
C.固氮反应一定属于氧化还原反应
D.可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S
19.(2023•全南县校级开学)某实验小组用图装置制取氨气,有关制取氨气的说法正确的是( )
A.甲装置中的试剂可以换为氯化铵固体
B.乙中的试剂可以是氨水和氧化钙固体
C.可以用排饱和氯化铵溶液收集氨气
D.甲中的棉花可以换为橡胶塞塞住烧瓶口
20.(2023春•苏州期末)下列氮及其化合物的性质与用途的对应关系正确的是( )
A.氯化铵溶液显酸性,可用作除锈剂
B.氨气具有还原性,可用作制冷剂
C.氮气的化学性质不活泼,可用于合成氨
D.硝酸铵易分解放出气体和大量热,可用作化肥
21.(2023•江苏)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:HNO3(稀)NONO2
B.工业制硝酸过程中的物质转化:N2NOHNO3
C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:2NO+2CON2+2CO2
D.实验室制备少量NH3的原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
22.(2023春•青羊区校级月考)下列说法中正确的是( )
A.氮气化学性质不活泼,原因是N的非金属性较弱
B.氮气与氧气在汽车内燃机中高温反应,氧气过量生成NO2
C.“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐
D.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
23.(2023春•青羊区校级月考)铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应,设计了如图所示装置,下列叙述错误的是( )
A.铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应,反应后的溶液颜色不同
B.铜与浓硝酸生成NO2,与稀硝酸反应生成NO,反应中体现酸性的硝酸与作氧化剂的硝酸物质的量之比相同
C.铜与稀硝酸按2:5的物质的量之比反应,还原产物可能是N2O
D.NO2中混有少量NO,可用NaOH溶液吸收
24.(2023春•青羊区校级月考)下列关于铵盐的叙述错误的是( )
A.加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝
B.可用烧碱处理含高浓度的废水并回收利用氨
C.(NH4)2SO4受热易分解,因而可用作化肥
D.加热NH4Cl或NH4NO3固体,不能用于实验室制取氨气
25.(2023春•青羊区校级月考)如图是氮元素形成物质的价类二维图及氮循环的部分信息,下列说法错误的是( )
A.一定条件下,将b转化为a,这是一种固氮方式
B.a→c→d→f这几个反应中,均发生了N元素被氧化的反应
C.h可与f反应生成i
D.g只具有氧化性,还可能与碱发生反应
2024年高考化学复习新题速递之氮及其化合物(2023年10月)
参考答案与试题解析
一.选择题(共25小题)
1.(2023秋•南京月考)下列各组物质中,不能按如图关系相互转化的是(“→”表示一步完成)( )
A.a物质:NO;b物质NO2;c物质:HNO3
B.a物质:SO2;b物质:SO3;c物质:H2SO4
C.a物质,Al;b物质:Al(OH)3;c物质:NaAlO2
D.a物质:CO2;b物质:H2CO3;c物质:NaHCO3
【考点】含氮物质的综合应用;氢氧化铝的性质与用途.
【专题】物质的性质和变化专题;氮族元素.
【答案】C
【分析】A.一氧化氮能够与氧气反应生成二氧化氮,一氧化氮还能够与水、氧气反应生成硝酸,二氧化氮能够与水反应生成硝酸和一氧化氮;
B.二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫,三氧化硫与水反应生成硫酸,二氧化硫能够被双氧水氧化为硫酸;
C.铝不能通过一步反应转化为氢氧化铝;
D.CO2 与水反应生成H2CO3,H2CO3 与碳酸钠生成NaHCO3,过量的CO2通入NaOH溶液中得到NaHCO3。
【解答】解:A.NO气体能够与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3和NO,NO还能够与O2、H2O反应生成HNO3,各物质能够按照图示关系相互转化,故A错误;
B.SO2与O2反应生成SO3,SO2与双氧水反应生成H2SO4,SO3与水反应生成H2SO4,各物质能够按照图示关系相互转化,故B错误;
C.Al不与水反应,Al不能通过一步反应生成Al(OH)3,故C正确;
D.CO2 与水反应生成H2CO3,H2CO3 与碳酸钠生成NaHCO3,过量的CO2通入NaOH溶液中得到NaHCO3,各物质能够按照图示关系相互转化,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查物质的性质及其应用,为高频考点,把握物质性质、转化关系为解答关键,注意掌握常见元素化合物性质,试题侧重考查学生灵活应用基础知识的能力,题目难度不大。
2.(2023秋•浦东新区校级月考)人工固氮方式主要通过合成氨反应,科学家证实了N2与H2在固体催化剂表面全成氨的反应过程,示意图如图。下列说法正确的是( )
A.图①可看出N2、H2分子中均为单键
B.图③到图④的过程向外释放能量
C.升高温度一定提高一段时间内NH3的产率
D.合成氨反应达平衡,反应速率关系:3v正(H2)=2v逆(NH3)
【考点】氮的固定;化学反应速率和化学计量数的关系;化学平衡的影响因素.
【专题】化学反应中的能量变化.
【答案】B
【分析】A.N2分子中含氮氮三键;
B.形成化学键放出热量;
C.合成氨的反应为放热反应,升温平衡逆向进行;
D.合成氨反应达平衡时,反应速率关系:2v正(H2)=3v逆(NH3)。
【解答】解:A.N2分子中含氮氮三键,H2分子中为单键,故A错误;
B.形成氨气分子的过程,形成化学键放出热量,图③到图④的过程是向外释放能量,故B正确;
C.合成氨的反应为放热反应,升温平衡逆向进行,氨气产率减小,故C错误;
D.合成氨反应达平衡时,反应速率关系:2v正(H2)=3v逆(NH3),故D错误;
故选:B。
【点评】本题主要考查化学反应中能量的变化及化学平衡状态的判断,为高频考点,题目难度不大。
3.(2023秋•杭州月考)我国科学家研制的高效固体催化剂LDH,实现了在常温常压、可见光条件下“人工固氮”,其原理如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.使用LDH,可同时提高反应速率和N2的平衡转化率
B.反应过程中存在极性、非极性共价键的断裂与形成
C.反应的△S<0
D.当反应过程中转移了0.3ml电子时,能产生2.24LNH3
【考点】氮的固定;反应热和焓变;化学平衡的影响因素.
【专题】化学反应中的能量变化;化学平衡专题;氮族元素.
【答案】B
【分析】A.催化剂可以改变反应历程,降低反应的活化能,不能改变化学平衡;
B.根据题意和图示,该反应的化学方程式为2N2+6H2O=4NH3+3O2,据此进行解答;
C.气体体积增大的反应为熵增大的反应;
D.常温常压下,不能使用Vm=22.4L•ml﹣1。
【解答】解:A.LDH为催化剂,催化剂可以降低反应的活化能,提高反应速率,不能改变氮气的转化率,故A错误;
B.根据题意和图示,该反应的化学方程式为2N2+6H2O=4NH3+3O2,N≡N键的断裂是非极性键的断裂,H﹣O键是极性键的断裂,N﹣H键是极性键的形成,O=O键是非极性键的形成,故该过程有极性键、非极性键的断裂和生成,故B正确;
C.根据题意和图示,该反应的化学方程式为2N2+6H2O=4NH3+3O2,常温常压下,水位液态,该反应为气体体积增大的反应,则该反应△S>0,故C错误;
D.常温常压下,不能使用Vm=22.4L•ml﹣1,无法计算出NH3的体积,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查比较综合,涉及化学平衡的影响因素、化学键、化学反应与能量变化、气体摩尔体积的适用条件等知识,明确发生反应实质为解答关键,试题培养了学生的分析能力及综合应用能力,题目难度不大。
4.(2023春•南山区期末)合成氨是工业制硝酸的基础,如图为工业制硝酸的流程示意图,下列有关说法正确的是( )
A.流程中的转化涉及分解反应
B.从氨分离器中分离出NH3的操作是洗气
C.氧化炉中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:5
D.吸收塔中通入空气的作用是使NO、NO2充分转化为HNO3
【考点】工业制取硝酸;工业制氨气.
【专题】氮族元素.
【答案】D
【分析】合成塔中氮气和氢气反应,在高温高压的条件下反应生成氨气,反应方程式为:N2+3H22NH3,经氨分离器分离得到较纯净的氨气,通过氧化炉和氧气反应得到NO,NO和氧气反应生成NO2,NO2与水反应生成硝酸,方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=HNO3+NO,据此分析作答即可。
【解答】解:A.流程中的转化涉及的反应为:N2+3H22NH3,4NH3+5O24NO+6H2O,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=HNO3+NO,不涉及分解反应,故A错误;
B.从合成气中分离出氨,主要利用了氨气易液化的性质,故B错误;
C.氧化炉中发生反应:4NH3+5O24NO+6H2O,其中氧化剂是氧气,还原剂是氨气,氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:4,故C错误;
D.氧化炉中出来的气体,先降温再进入吸收塔,吸收塔中通入空气发生反应2NO+O2=2NO2;4NO+3O2+2H2O=4HNO3;4NO2+O2+2H2O=4HNO3,所以通入空气作用为使NO2和NO全部转化为HNO3,故D正确;
故选:D。
【点评】本题主要考查氮及其化合物之间的转化,掌握氮及其化合物的性质是解决本题的关键,同时考查学生的看图理解能力,分析能力,属于高频考点,难度中等。
5.(2023秋•重庆月考)将下列固体在隔绝空气的密闭容器中用酒精灯加热,在加热过程中发生化学反应,但冷却后又聚集为原来物质的是( )
A.碘片B.氯化铵C.碳酸氢铵D.碳酸钠
【考点】铵盐.
【专题】氮族元素.
【答案】B
【分析】将下列固体在隔绝空气的密闭容器中用酒精灯加热,在加热过程中发生了化学反应,但冷却后又聚集为原来物质,说明该物质在这一系列变化中发生化学反应,且能最终转化为其本身,据此分析解答.
【解答】解:A.用酒精灯加热碘片,碘会升华,碘冷却后会聚集为原来物质,但改过程中只是物质状态发生变化,发生的是物理变化,不符合题意,故A错误;
B.该过程中发生的反应为NH4ClNH3↑+HCl↑、NH3+HCl=NH4Cl,该过程中发生化学反应且最终转化为氯化铵,符合条件,故B正确;
C.加热碳酸氢铵发生的反应为NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O,氨气、水和二氧化碳遇冷生成碳酸氢铵或碳酸铵,不符合条件,故C错误;
D.碳酸钠较稳定,加热不易分解,所以不符合条件,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查物质的性质及化学反应概念,侧重考查学生分析能力,明确物质的性质是解本题关键,注意氯化铵性质的特殊性,题目难度不大。
6.(2023秋•江阴市校级月考)下列与NH3相关实验的说法错误的是( )
A.甲图制备NH3可选用的药品为Ca(OH)2与NH4Cl的混合物
B.乙图实验时,可观察到烧瓶中液体为红色,体现NH3是碱性气体
C.丙图实验中,可观察到有大量白烟生成,体现NH3的还原性
D.丁图可用于NH3的尾气处理,且具有防倒吸作用
【考点】氨的化学性质.
【专题】氮族元素.
【答案】C
【分析】A.Ca(OH)2与NH4Cl共热制备NH3,氨气可用碱石灰干燥;
B.碱性溶液能使酚酞变红色;
C.氨气和氯化氢反应生成了固体氯化铵,该反应不是氧化还原反应;
D.倒置的干燥管能起防倒吸作用。
【解答】解:A.实验室制备NH3可选用的药品为Ca(OH)2与NH4Cl的混合物,二者混合加热生成氯化钙、氨气和水,氨气可用碱石灰干燥,制得的氨气用向下排空气法收集,故A正确;
B.氨气极易溶于水,可形成喷泉,氨气和水反应生成一水合氨,溶液显碱性,则图中实验时,可观察到烧瓶中液体为红色,体现NH3是碱性气体,故B正确;
C.如图实验中,可观察到有大量白烟生成,是因为氨气和氯化氢反应生成了固体氯化铵,该反应不是氧化还原反应,不能体现NH3的还原性,故C错误;
D.氨气极易溶于水,倒置的干燥管起防倒吸作用,即如图实验可用于NH3的尾气处理,且具有防倒吸作用,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查物质的制备实验及性质实验,为高频考点,把握氨气制备原理、相关物质的性质为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意元素化合物知识的应用,题目难度不大。
7.(2023•河北区二模)氨是一种重要的化工原料,根据如图转化判断下列有关表述正确的是( )
A.浓硝酸见光易分解且易挥发,应用棕色试剂瓶盛放且用胶塞密封
B.戊与丁反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
C.实验室中可以采取加热甲物质的方法制取氨气
D.向饱和NaCl溶液中依次通入过量的CO2和NH3,然后过滤可制得乙
【考点】氨的化学性质;硝酸的化学性质.
【专题】无机推断.
【答案】B
【分析】氨气与氯化氢反应生成甲为NH4Cl,氨气与氯化钠、二氧化碳、水反应生成乙为NaHCO3,氨气发生催化氧化生成NO、水,而丙与氧气反应生成戊,戊与丁反应生成HNO3,则丙为NO、丁为H2O、戊为NO2。
【解答】解:A.浓硝酸见光易分解且易挥发,应用棕色试剂瓶盛放,不能用胶塞密封,因为硝酸、NO2会腐蚀橡胶,故A错误;
B.发生反应:3NO2+H2O═2HNO3+NO,该反应中N元素的化合价由+4价变为+5价和+2价,所以生成硝酸的二氧化氮是还原剂,其计量数是2,生成NO的二氧化氮是氧化剂,其计量数是1,所以氧化剂和还原剂的物质的量之比是1:2,故B正确;
C.甲为NH4Cl,加热氯化铵生成氨气和HCl,制取的氨气不纯,实验室中不可以采取加热甲物质的方法制取氨气,故C错误;
D.二氧化碳的溶解度不大,应向饱和NaCl溶液中先通入过量的NH3,再通入CO2,然后过滤可制得碳酸氢钠,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查无机物推断,涉及氮的化合物性质与转化、侯德榜制碱法等,熟练中掌握元素化合物知识,题目难度不大,旨在考查学生对基础知识的掌握情况。
8.(2022秋•南开区校级期末)下列关于工业合成氨的叙述正确的是( )
A.及时从反应体系中分离出氨气,有利于平衡向正反应方向移动
B.催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间,而压强无此作用
C.工业合成氨的反应是熵增的放热反应,在任何温度下都能自发进行
D.高温、高压都能缩短反应达到平衡状态所用的时间,而只有高温有利于提高合成氨的产率
【考点】工业制氨气.
【专题】化学平衡专题.
【答案】A
【分析】A.减小生成物的浓度有利于平衡向正反应方向移动;
B.缩小体积、增大压强,能增大反应速率;
C.工业合成氨的反应是熵减的放热反应;
D.工业合成氨的反应是放热反应。
【解答】解:A.减小产物的浓度有利于平衡向正反应方向移动,则及时从反应体系中分离出生成物氨气,有利于合成氨平衡向正反应方向移动,故A正确;
B.催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间,缩小体积、增大压强,也能能增大反应速率、缩短反应达到平衡状态所用的时间,故B错误;
C.工业合成氨的反应是熵减的放热反应,在较低温度下使ΔG=ΔH﹣TΔS<0而自发进行,故C错误;
D.工业合成氨的反应是放热反应,升高温度使平衡向左移动、不利于提高氨气的产率,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查化学反应原理,涉及化学反应速率的影响因素、化学平衡移动、反应的自发性等,题目难度不大。
9.(2023春•郫都区校级月考)在给定条件下,下列物质间转化不能实现的是( )
A.黄铁矿SO2SO3H2SO4
B.FeFeCl2FeCl3FeCl2
C.NaNa2ONaOHNa2CO3
D.NH3NONO2HNO3
【考点】氨的化学性质;钠的化学性质;铁的化学性质.
【专题】物质的性质和变化专题.
【答案】B
【分析】A.黄铁矿煅烧生成SO2,SO2催化氧化生成SO3,SO3和浓硫酸中水反应生成H2SO4;
B.Fe和氯气反应只能生成氯化铁;
C.Na和氧气反应生成Na2O,Na2O和水反应生成NaOH,NaOH和CO2反应生成Na2CO3;
D.NH3催化氧化生成NO,NO和氧气反应生成NO2,NO2和水反应生成HNO3。
【解答】解:A.黄铁矿煅烧生成SO2,SO2催化氧化生成SO3,SO3和浓硫酸中水反应生成H2SO4,能实现物质之间的转化,故A错误;
B.Fe和氯气反应只能生成氯化铁,不能实现物质之间的转化,故B正确;
C.Na和氧气反应生成Na2O,Na2O和水反应生成NaOH,NaOH和CO2反应生成Na2CO3,能实现物质之间的转化,故C错误;
D.NH3催化氧化生成NO,NO和氧气反应生成NO2,NO2和水反应生成HNO3,能实现物质之间的转化,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查物质之间的转化,侧重考查学生基础知识的掌握情况,试题难度中等。
10.(2023春•晋江市期中)下列说法正确的是( )
A.液氨汽化时要吸收大量的热,使周围温度急剧降低,故液氨可用作制冷剂
B.向Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸,无明显的变化
C.常温下,浓硫酸和浓硝酸都不能与铁反应
D.将分别蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近,有白烟产生
【考点】硝酸的化学性质.
【专题】氮族元素.
【答案】A
【分析】A.氨气易液化,汽化时吸收热量导致周围环境温度降低;
B.向硝酸亚铁溶液中加入稀盐酸,因为在酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性,能把亚铁离子氧化成铁离子;
C.常温下,铁和铝与浓硝酸、浓硫酸发生钝化反应;
D.浓硫酸是不挥发性酸,不能挥发出硫酸蒸汽。
【解答】解:A.氨气易液化,汽化时吸收热量导致周围环境温度降低,所以液氨常作制冷剂,故A正确;
B.因为在酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性,向硝酸亚铁溶液中加入稀盐酸,能把亚铁离子氧化成铁离子,同时自身被还原生成一氧化氮,所以溶液颜色由浅绿色变为黄色,有气泡冒出,遇空气显红棕色,故B错误;
C.常温下,铁和铝与浓硝酸、浓硫酸发生钝化反应,在金属表面产生一层致密氧化薄膜,保护内部金属不被腐蚀,因此可用铝制或铁制容器保存,故C错误;
D.浓硫酸是不挥发性酸,不能挥发出硫酸蒸汽,将分别蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,没有反应发生,没有白烟产生,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查含氮物质的性质,侧重考查学生基础知识的掌握情况,试题难度中等。
11.(2023春•宝安区校级期中)氨广泛应用于化工、化肥、制药等领域,一种新型制备氨的方法如图。下列说法错误的是( )
A.反应①属于氮的固定
B.反应②属于氧化还原反应
C.反应⑤在无水环境中进行时,有白烟产生
D.该转化过程总反应的反应物是N2和H2O,产物是NH3和O2
【考点】氮的固定;氧化还原反应与非氧化还原反应.
【专题】氮族元素.
【答案】B
【分析】A.由游离态氮转化为化合态属于人工固氮;
B.反应前后元素的化合价发生变化属于氧化还原反应;
C.反应⑤是氨气和氯化氢化合生成氯化铵;
D.根据转化关系图可判断该转化过程总反应的反应物是N2和H2O,最终产物是NH3和O2。
【解答】解:A.反应①是氮气和镁化合生成氮化镁,属于固氮,故A正确;
B.反应②是氮化镁和氯化铵反应生成氯化镁、氨气,元素的化合价均不变,因此属于非氧化还原反应,故B错误;
C.反应⑤是氨气和氯化氢化合生成氯化铵,因此在无水环境中进行时,有白烟产生,故C正确;
D.根据转化关系图可判断该转化过程总反应的反应物是N2和H2O,最终产物是NH3和O2,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查物质的性质和变化,涉及到化学键和氧化还原反应等知识点,熟悉相关物质的性质、明确氮的固定的概念及分类是解题关键,题目难度不大。
12.(2023•海淀区校级开学)某小组在实验室制取氨气,装置或药品选择不正确的是( )
A.发生装置选①或②,其中所放药品不同
B.干燥装置选③,药品选用无水硫酸铜
C.收集装置选④,进气口为f,出气口为e
D.尾气吸收装置选⑥不选⑤,⑥有防倒吸作用
【考点】氨的实验室制法.
【专题】气体的制备与性质检验类实验.
【答案】B
【分析】A.发生装置选①,所放药品为NH4Cl、Ca(OH)2的混合物,发生装置选②,所放药品为浓氨水;
B.无水硫酸铜通常用于检验水;
C.氨气的密度小于空气,需要用向下排空气法收集;
D.氨气极易溶于水,尾气吸收时需要防止倒吸。
【解答】解:A.发生装置选①,所放药品为NH4Cl、Ca(OH)2的混合物,发生装置选②,所放药品为浓氨水,故所放药品不同,故A正确;
B.无水硫酸铜通常用于检验水,不能用于干燥,碱石灰为碱性干燥剂,可用碱石灰干燥氨气,故药品应该选用碱石灰,故B错误;
C.氨气的密度比空气小,应采用向下排空气法收集,图示收集方法合理,故C正确;
D.倒置的漏掉可防止倒吸,装置⑥可防止倒吸,能够吸收多余的氨气,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,题目难度不大,明确氨气的制备、干燥及收集方法即可解答,注意掌握常见气体的制备原理,试题侧重考查学生的分析能力及化学实验能力。
13.(2023春•成华区校级月考)某课外活动小组验证氨的某些性质并收集少量纯净的N2。实验进行一段时间后,观察到黑色CuO变红,无水CuSO4变蓝,并且在最后的导管末端处收集到纯净、干燥的N2。下列说法不正确的是( )
A.盛放浓氨水的仪器是分液漏斗
B.该实验证明氨气具有还原性
C.最后出气管口可以用塑料袋或球胆收集氮气
D.洗气瓶中浓硫酸的作用只有吸收多余氨气
【考点】氨的实验室制法.
【专题】氮族元素.
【答案】D
【分析】浓氨水滴入CaO,CaO与H2O反应生成Ca(OH)2,该反应剧烈放热,导致NH3•H2O分解生成NH3,生成的NH3经碱石灰干燥后与CuO反应,黑色CuO粉色变为红色,说明生成Cu,盛有无水CuSO4的干燥管内出现蓝色说明生成H2O,反应方程式为:3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2,以此做题。
【解答】解:A.根据装置图可以看出,盛放浓氨水的仪器是分液漏斗,故A正确;
B.NH3中的N元素由﹣3价被氧化为0价,说明NH3具有还原性,故B正确;
C.塑料袋或者球胆可以收集气体,最后出来的气体为N2,可以用塑料袋或者球胆收集,故C正确;
D.洗气瓶中的浓硫酸除了吸收多余氨气以外,还可以干燥氯气,防止空气中的水蒸气进入装置,故D错误;
故选:D。
【点评】本题主要考查氨气的实验室制法,侧重于对实验的分析,难度中等。
14.(2023•桃城区校级开学)氮及其化合物的“价﹣类”二维图如图所示。下列说法正确的是( )
A.X可通过加热稀氨水制取
B.从物质类别角度分析,P和Z都属于酸性氧化物
C.将X转化为Q的过程,属于氮的固定
D.3.2gCu与10ml•L﹣1的Y溶液恰好反应,生成NO、NO2混合气体1.12L(标准状况),则Y溶液的体积为15mL
【考点】含氮物质的综合应用.
【专题】氮族元素.
【答案】D
【分析】由图可知,X为N的氢化物NH3,Q为N的+2价氧化物NO,Z为N的+4价氧化物NO2,P为N的+5价氧化物N2O5,Y为N的+5价含氧酸HNO3,W为N的﹣3价碱NH3•H2O,结合对应物质性质分析回答问题。
【解答】解:A.X为氨气,加热浓氨水可以得到氨气,稀氨水不易获得氨气,故A错误;
B.N2O5为酸性氧化物,NO2不是酸性氧化物,故B错误;
C.氮的固定指的是游离态的N转化为化合态N的过程,氨气转化为一氧化氮,不是氮的固定,故C错误;
D.n(Cu)==0.05ml,氮氧化物的物质的量==0.05ml,设NO的物质的量是xml,NO2的物质的量是yml,x+y=0.05;3x+y=0.1,解得x=0.025,y=0.025,解得x=0.2,y=0.4,由原子守恒可知n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(气体)=2×0.05ml+0.025ml+0.025ml=0.15ml,V(HNO3)==0.015L=15mL,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查含氮物质的相关性质,理解物质分类及相关性质为解题关键,考查较为基础,整体难度适中。
15.(2023•越秀区开学)部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a的氧化或还原均可实现氮的固定
B.b是红棕色气体,b常温下可转化为c
C.常温下d的稀溶液可保存在铝制容器中
D.e的溶液与碱反应一定会放出氨气
【考点】含氮物质的综合应用.
【专题】物质的性质和变化专题.
【答案】A
【分析】由图可知,a为氮元素的单质,b为+2价的氧化物,即NO,c为+4价的氧化物,即NO2,d为+5价的酸,即HNO3,e为+5价的硝酸盐,据此分析作答即可。
【解答】解:A.将游离态的氮转化为化合态的氮为氮的固定,氮单质中元素化合价可升可降,故A正确;
B.b为NO,是无色气体,故B错误;
C.浓硝酸能使铝钝化,可以盛放在铝制容器中,故C错误;
D.e为硝酸盐,与碱反应不会放出氨气,故D错误;
故选:A。
【点评】本题主要考查氮及其化合物的性质,掌握氮及其化合物之间的转化是解决本题的关键,同时考查了学生对价类二维图的理解,属于高频考点,题目难度不大。
16.(2023•湛江一模)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度,如图为氮、硫及其部分化合物的价类二维图,下列说法不正确的是( )
A.坐标轴左侧区域代表的是氮及其化合物
B.a→b→c→d→e的转化均能一步实现
C.c、d和i、j均属于酸性氧化物
D.f与l可以是同一种物质
【考点】含氮物质的综合应用;含硫物质的性质及综合应用.
【专题】物质的性质和变化专题.
【答案】C
【分析】由图中氢化物的化合价可知,左侧为氮及其部分化合物的价类二维图,右侧为硫及其部分化合物的价类二维图,则a为硫化氢、b为硫、c为二氧化硫、d为三氧化硫、e为硫酸、f为硫酸盐、g为氨气、h为氮气、i为一氧化氮、j为二氧化氮或四氧化二氮、k为硝酸、l为铵盐。
【解答】解:A.由分析可知,左侧为氮及其部分化合物的价类二维图,故A正确;
B.由分析可知,右侧为硫及其部分化合物的价类二维图,a→b→c→d→e的转化过程为H2S→S→SO2→SO3→H2SO4,由硫及其化合物的性质可知,转化过程均能一步实现,故B正确;
C.一氧化氮、二氧化氮或四氧化二氮均不属于酸性氧化物,故C错误;
D.由分析可知,f为硫酸盐、l为铵盐,可能都是硫酸铵,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查硫及其化合物的性质,硫及其化合物之间可通过氧化还原反应和非氧化还原反应进行转化,注意基础知识积累,题目难度不大。
17.(2023春•海淀区校级期末)下列各项比较中,一定相等的是( )
A.相同物质的量的Na2CO3和NaHCO3和足量盐酸反应生成CO2的质量
B.相同物质的量Cu分别与足量浓硝酸和稀硝酸反应,生成气体的物质的量
C.相同质量的Fe分别与足量Cl2、S充分反应,转移的电子数
D.相同物质的量浓度的氢氧化钠与一水合氨溶液中的c(OH﹣)
【考点】硝酸的化学性质;化学方程式的有关计算;氧化还原反应的电子转移数目计算.
【专题】物质的性质和变化专题.
【答案】A
【分析】A.NaHCO3和Na2CO3都与盐酸反应生成二氧化碳气体:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;
B.根据Cu与浓、稀HNO3反应的化学方程式可判断生成的NO2和NO的物质的量不相同;
C.铁与氯气反应生成氯化铁,与硫反应生成硫化亚铁;
D.氢氧化钠是强电解质,一水合氨是弱电解质。
【解答】解:A.NaHCO3和Na2CO3都与盐酸反应生成二氧化碳气体:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,相同物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,放出CO2的质量相等,故A正确;
B.Cu与稀硝酸发生3Cu+8HNO3(稀)═3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,Cu与浓硝酸发生Cu+4HNO3(浓)═Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,根据Cu与浓、稀HNO3反应的化学方程式可判断生成的NO2和NO的物质的量不相同,故B错误;
C.1ml Fe分别与足量Cl2、S反应,Fe失去电子数都分别为3NA、2NA,故C错误;
D.氢氧化钠是强电解质,在水中完全电离,一水合氨是弱电解质,在水中部分电离,故相同物质的量浓度的氢氧化钠与一水合氨溶液中的c(OH﹣)后者小,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查了氧化还原的有关计算、弱电解质的电离的应用,熟练掌握氧化还原原理的使用和物质的结构是解题关键,题目难度不大。
18.(2023•和平区校级开学)下列有关氮及其化合物的说法正确的是( )
A.氨遇到浓盐酸、浓硫酸都会发生反应,产生白烟
B.NO2溶于水时,NO2是氧化剂,水是还原剂
C.固氮反应一定属于氧化还原反应
D.可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S
【考点】氮族元素简介.
【专题】氮族元素.
【答案】C
【分析】A.浓硫酸是难挥发性酸;
B.二氧化氮和水反应,氮元素化合价+4价升高到+5价,降低到+2价;
C.固氮反应是游离态氮元素转化为化合态;
D.FeS具有还原性,遇到稀硝酸发生氧化还原反应。
【解答】解:A.浓盐酸易挥发,氨遇到浓盐酸会发生反应生成氯化铵,产生白烟,浓硫酸难挥发,不能产生白烟现象,故A错误;
B.二氧化氮和水反应,氮元素化合价+4价升高到+5价,降低到+2价,二氧化氮及时氧化剂也是还原剂,水既不是氧化剂也不是还原剂,故B错误;
C.固氮反应是游离态氮元素转化为化合态,氮元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,故C正确;
D.稀硝酸具有强氧化性,FeS具有强还原性,二者发生氧化还原反应,不能用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了氮及其化合物性质的分析判断,注意氧化还原反应的理解应用,题目难度不大。
19.(2023•全南县校级开学)某实验小组用图装置制取氨气,有关制取氨气的说法正确的是( )
A.甲装置中的试剂可以换为氯化铵固体
B.乙中的试剂可以是氨水和氧化钙固体
C.可以用排饱和氯化铵溶液收集氨气
D.甲中的棉花可以换为橡胶塞塞住烧瓶口
【考点】氨的实验室制法.
【专题】化学实验基本操作.
【答案】B
【分析】A.氯化铵加热分解为氨气和氯化氢,氯化氢和氨气遇冷又生成氯化铵;
B.氧化钙和浓氨水混合放出氨气;
C.氨气易溶于水;
D.甲中的棉花若换为橡胶塞塞住烧瓶口,空气无法排出。
【解答】解:A.氯化铵加热分解为氨气和氯化氢,氯化氢和氨气遇冷又生成氯化铵,甲装置中的试剂若换为氯化铵固体,不能制取氨气,故A错误;
B.氧化钙和浓氨水混合放出氨气,乙中的试剂可以是氨水和氧化钙固体,故B正确;
C.氨气易溶于水,不能用排饱和氯化铵溶液收集氨气,故C错误;
D.甲中的棉花若换为橡胶塞塞住烧瓶口,空气无法排出,导致瓶中压强增大导致危险,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了实验室制备氨气的方法,掌握基础实验操作是解题关键,题目难度中等。
20.(2023春•苏州期末)下列氮及其化合物的性质与用途的对应关系正确的是( )
A.氯化铵溶液显酸性,可用作除锈剂
B.氨气具有还原性,可用作制冷剂
C.氮气的化学性质不活泼,可用于合成氨
D.硝酸铵易分解放出气体和大量热,可用作化肥
【考点】氮气的结构、性质及用途.
【专题】氮族元素.
【答案】A
【分析】A.氯化铵为强酸弱碱盐,水解显酸性;
B.氨气易液化,液氨汽化吸收大量的热;
C.合成氨是氢气和氮气高温高压催化剂反应生成氨气;
D.硝酸铵是铵盐,可以做氮肥。
【解答】解:A.氯化铵为强酸弱碱盐,水解生成一水合氨和盐酸,能够与铁锈反应生成可溶性盐,所以可以用于除铁锈,故A正确;
B.氨气易液化,液氨汽化吸收大量的热,具有制冷作用,可用作制冷剂,与还原性无关,故B错误;
C.合成氨是氢气和氮气高温高压催化剂反应生成氨气,利用的是氮气的氧化性,和氮气的化学性质不活泼无关,故C错误;
D.硝酸铵可用作化肥,与易分解放出气体和大量热无关,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查了物质性质、性质应用分析判断等知识点,注意知识的积累,题目难度不大。
21.(2023•江苏)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:HNO3(稀)NONO2
B.工业制硝酸过程中的物质转化:N2NOHNO3
C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:2NO+2CON2+2CO2
D.实验室制备少量NH3的原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
【考点】含氮物质的综合应用.
【专题】氮族元素.
【答案】B
【分析】A.稀HNO3与Cu反应生成NO,生成的一氧化氮与氧气继续反应生成二氧化氮;
B.工业制硝酸的生产流程为氮气与氢气高温高压催化剂条件下制氨气,氨气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮、氧气和水反应生成硝酸;
C.发生氧化还原反应生成无毒的氮气和二氧化碳;
D.Ca(OH)2固体与NH4Cl固体混合加热发生反应生成氯化钙、氨气和水。
【解答】解:A.稀HNO3与Cu反应生成NO,3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,生成的一氧化氮与氧气继续反应生成二氧化氮:2NO+O2═2NO2,故A正确;
B.工业制硝酸的生产流程为氮气与氢气高温高压催化剂条件下制氨气,氨气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮、氧气和水反应生成硝酸,故B错误;
C.汽车尾气中发生的催化转化反应为2NO+2CON2+2CO2,可处理汽车尾气,故C正确;
D.Ca(OH)2固体与NH4Cl固体混合加热发生反应生成氯化钙、氨气和水,所以实验室可采用Ca(OH)2固体与NH4Cl固体混合加热的方法制备少量NH3,原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查含氮化合物之间的转化,侧重考查学生氮及其化合物的性质,试题比较简单。
22.(2023春•青羊区校级月考)下列说法中正确的是( )
A.氮气化学性质不活泼,原因是N的非金属性较弱
B.氮气与氧气在汽车内燃机中高温反应,氧气过量生成NO2
C.“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐
D.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
【考点】氮气的结构、性质及用途.
【专题】氮族元素.
【答案】C
【分析】A.N≡N键能大,N2很稳定;
B.氮气与氧气反应生成NO,NO被氧气氧化生成NO2;
C.放电时氮气被O2氧化产生NO,NO被O2氧化为NO2,NO2与H2O反应产生HNO3,硝酸进一步转变为硝酸盐;
D.氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程。
【解答】解:A.氮气化学性质不活泼,原因是N≡N键能大,N2很稳定,故A错误;
B.氮气与氧气在汽车内燃机中高温反应生成NO,NO进一步被氧气氧化生成NO2,故B错误;
C.“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有:放电时氮气被O2氧化产生NO,NO被O2氧化为NO2,NO2与H2O反应产生HNO3,硝酸进一步转变为硝酸盐,即存在转化关系:N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐,故C正确;
D.氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程,植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,不属于氮的固定,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查含氮物质的性质,侧重考查学生基础知识的掌握情况,试题比较简单。
23.(2023春•青羊区校级月考)铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应,设计了如图所示装置,下列叙述错误的是( )
A.铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应,反应后的溶液颜色不同
B.铜与浓硝酸生成NO2,与稀硝酸反应生成NO,反应中体现酸性的硝酸与作氧化剂的硝酸物质的量之比相同
C.铜与稀硝酸按2:5的物质的量之比反应,还原产物可能是N2O
D.NO2中混有少量NO,可用NaOH溶液吸收
【考点】硝酸的化学性质.
【专题】氮族元素.
【答案】B
【分析】A.铜与浓硝酸反应生成NO2,NO2溶于水,导致溶液呈现绿色,铜和稀硝酸反应后溶液显蓝色;
B.铜与浓硝酸生成NO2,发生反应Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,铜与稀硝酸反应生成NO,发生反应3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
C.铜与稀硝酸按2:5的物质的量之比反应,假设铜物质的量为2ml,硝酸物质的量为5ml,由铜元素守恒以及Cu(NO3)2化学式可知显酸性的硝酸物质的量为4ml,2ml铜失去4ml电子,那么1ml显氧化性的硝酸得到4ml电子,N元素的化合价可从+5价降低为+1价;
D.氮氧化物与氢氧化钠发生反应2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O。
【解答】解:A.铜与浓硝酸反应生成NO2,NO2溶于水,导致溶液呈现绿色,铜和稀硝酸反应后溶液显蓝色,故A正确;
B.铜与浓硝酸生成NO2,发生反应Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,反应中体现酸性的硝酸与作氧化剂的硝酸物质的量之比为1:1,与稀硝酸反应生成NO,发生反应3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,反应中体现酸性的硝酸与作氧化剂的硝酸物质的量之比为6:2=3:1,反应中体现酸性的硝酸与作氧化剂的硝酸物质的量之比不相同,故B错误;
C.铜与稀硝酸按2:5的物质的量之比反应,假设铜物质的量为2ml,硝酸物质的量为5ml,由铜元素守恒以及Cu(NO3)2化学式可知显酸性的硝酸物质的量为4ml,2ml铜失去4ml电子,那么1ml显氧化性的硝酸得到4ml电子,N元素的化合价可从+5价降低为+1价,还原产物可能是N2O,故C正确;
D.NO2中混有少量NO,可用NaOH溶液吸收,发生反应2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查硝酸的性质,侧重考查学生含氮物质性质的掌握情况,试题难度中等。
24.(2023春•青羊区校级月考)下列关于铵盐的叙述错误的是( )
A.加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝
B.可用烧碱处理含高浓度的废水并回收利用氨
C.(NH4)2SO4受热易分解,因而可用作化肥
D.加热NH4Cl或NH4NO3固体,不能用于实验室制取氨气
【考点】铵盐.
【专题】氮族元素.
【答案】C
【分析】A.NH4HCO3受热分解生成氨气;
B.烧碱可与铵根离子反应生成氨气;
C.硫酸铵含有氮元素,可以作为氮肥;
D.加热NH4Cl生成的氨气和HCl遇冷又化合为氯化铵。
【解答】解:A.加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,NH4HCO3受热分解生成氨气,在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝,故A正确;
B.烧碱可与铵根离子反应生成氨气,故可用烧碱处理含高浓度铵根离子的废水并回收利用氨,故B正确;
C.硫酸铵含有氮元素,可以作为氮肥,(NH4)2SO4受热易分解,与作化肥无关,故C错误;
D.加热NH4Cl生成的氨气和HCl遇冷又化合为氯化铵,加热NH4NO3固体易爆炸,不能用于实验室制取氨气,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查元素化合物,侧重考查学生含氮物质性质的掌握情况,试题难度中等。
25.(2023春•青羊区校级月考)如图是氮元素形成物质的价类二维图及氮循环的部分信息,下列说法错误的是( )
A.一定条件下,将b转化为a,这是一种固氮方式
B.a→c→d→f这几个反应中,均发生了N元素被氧化的反应
C.h可与f反应生成i
D.g只具有氧化性,还可能与碱发生反应
【考点】含氮物质的综合应用.
【专题】氮族元素.
【答案】D
【分析】由图可知,a为氨气、b为氮气、c为一氧化氮、d为二氧化氮或四氧化二氮、e为五氧化二氮、f为硝酸、g为亚硝酸、h为一水合氨、+5价的盐为硝酸盐、﹣3价的盐为铵盐。
【解答】解:A.一定条件下,将b转化为a,既氮气与氢气反应生成氨气,反应中氮元素从游离态转化为化合态,属于氮的固定,故A正确;
B.a→c→d→f这几个反应中,氮元素的化合价均升高被氧化,均发生了被氧化的反应,故B正确;
C.h可与f反应生成i,即一水合氨能与硝酸反应生成硝酸铵和水,故C正确;
D.g为亚硝酸,亚硝酸中氮元素的化合价+3价为中间价态,既具有氧化性也具有还原性,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查元素化合物,侧重考查学生含氮物质性质的掌握情况,试题难度中等。
考点卡片
1.氧化还原反应与非氧化还原反应
【知识点的认识】
1.得失氧或得失氢的角度:得氧或失氢的反应为氧化反应,失氧或得氢的反应为还原反应;
2.电子转移角度:得电子的反应为还原反应、失电子的反应为氧化反应;
3.化合价角度:失电子化合价升高的反应为氧化反应、得电子化合价降低的反应为还原反应;
【命题的方向】
1.基本概念及氧化性、还原性的判断:
典例:水是重要的化合物,其既能作化学反应的溶剂,又能参与化学反应。下列是水参与的部分反应:
①2Na+2H2O═2NaOH+H2↑;
②3NO2+H2O═2HNO3+NO;
③SO2+H2O═H2SO3;
④2F2+2H2O═4HF+O2。
回答下列问题:
(1)上述反应中,不属于氧化还原反应的是 (③)(填序号)。
(2)上述反应中,水只作氧化剂的反应是 (①)(填序号,下同);水只作还原剂的反应是(④)。该反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 (1:2);
2.电子转移的表示方法:单线桥、双线桥
典例:用单线桥或双线桥表示下列反应的电子转移,并写出氧化剂和还原剂(用单线桥表示)。
①Fe2O3+3CO═2Fe+3CO2(用单线桥表示) (),②2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑(用双线桥表示)();
3.氧化性强弱的判断:
(1)根据氧化反应反应原理判断:氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物;
(2)根据元素周期表、金属活动性顺序表、元素周期律判断;
典例:下列事实不能作为元素的金属性或非金属性强弱判断依据的是( )
A.Zn和Fe分别与稀硫酸反应,判断金属性强弱:Zn>Fe
B.B.Mg投入CuCl2溶液中能置换出铜,Ba 投入CuCl2溶液中不能置换出铜,判断金属性强弱:Mg>Ba
C.酸性:H2SiO3<HClO4,判断非金属性强弱:Cl>Si
D.依据O2、S分别与H2反应的难易程度,判断非金属性强弱:O>S
(3)根据元素化合价高低判断,最高价只有氧化性、最低价只有还原性、中间价态既有氧化性又有还原性;
(4)根据原电池和电解池原理判断,一般来说,两种金属和电解质溶液构成的原电池中,负极的还原性大于正极;电解池中,阴离子还原性越强,越易在阳极上失电子,阳离子氧化性越强,越易在阴极上得电子;
典例:
(5)外界影响因素:浓度、温度、溶液酸碱性;
4.氧化还原反应的有关计算,
典例:实验室可以用固体氯酸钾和浓盐酸反应制氯气:KClO3+6HCl(浓)═KCl+3Cl2↑+3H2O,下列说法中正确的是( )
A.KClO3是氧化剂,HCl是还原剂;Cl2是氧化产物,KCl是还原产物
B.当有9ml电子转移时,参加反应的KClO3的物质的量为1.5ml
C.产生1.5ml Cl2时,转移电子的物质的量为3ml
D.当有3ml Cl2生成时,作还原剂的HCl为5ml
5.氧化还原反应的配平:
典例:在NaIO3溶液中滴加少量NaHSO3溶液,发生下列反应。配平反应方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目
( )NaIO3+( )NaHSO3═( )I2+( )Na2SO4+( )H2SO4+( )H2O
6.信息型氧化还原反应方程式的书写:
典例:高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如图所示。回答下列问题:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 ml•L﹣1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
(1)写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O。
【解题思路点拨】
1.氧化剂和还原剂可能是同一种物质;氧化产物和还原产物可能是同一种物质;
2.根据元素化合价高低可以判断物质是否具有氧化性或还原性,但不能判断氧化性或还原性强弱;
3.元素处于最高价态时只有氧化性,但不一定具有强氧化性;金属阳离子不一定只有氧化性,如亚铁离子;
4.在氧化还原反应的有关计算中灵活运用转移电子守恒进行计算;
2.化学方程式的有关计算
【知识点的认识】
化学常用计算方法:
主要有:差量法、十字交叉法、平均法、守恒法、极值法、关系式法等.
一、差量法
在一定量溶剂的饱和溶液中,由于温度改变(升高或降低),使溶质的溶解度发生变化,从而造成溶质(或饱和溶液)质量的差量;每个物质均有固定的化学组成,任意两个物质的物理量之间均存在差量;同样,在一个封闭体系中进行的化学反应,尽管反应前后质量守恒,但物质的量、固液气各态物质质量、气体体积等会发生变化,形成差量.差量法就是根据这些差量值,列出比例式来求解的一种化学计算方法.常见的类型有:溶解度差、组成差、质量差、体积差、物质的量差等.在运用时要注意物质的状态相相同,差量物质的物理量单位要一致.
二、十字交叉法
凡能列出一个二元一次方程组来求解的命题,即二组分的平均值,均可用十字交叉法,此法把乘除运算转化为加减运算,给计算带来很大的方便.
十字交叉法的表达式推导如下:设A、B表示十字交叉法的两个分量,表示两个分量合成的平均量,xA、xB分别表示A和B占平均量的百分数,且xA+xB=1,则有:A•xA+B•xB=(xA+xB),化简得
三、平均法
对于含有平均含义的定量或半定量习题,利用平均原理这一技巧性方法,可省去复杂的计算,迅速地作出判断,巧妙地得出答案,对提高解题能力大有益处.平均法实际上是对十字交叉所含原理的进一步运用.解题时,常与十字交叉结合使用,达到速解之目的.原理如下:
若A>B,且符合==A•xA%+B•xB%,则必有A>>B,其中是A、B的相应平均值或式,xA、xB分别是A、B的份数.
四、守恒法
学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守恒(含原子守恒、元素守恒)、电荷守恒、电子得失守恒、能量守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法.电荷守恒即对任一电中性的体系,如化合物、混和物、溶液、胶体等,电荷的代数和为零,即正电荷总数和负电荷总数相等.电子得失守恒是指在发生氧化﹣还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论是自发进行的氧化﹣还原反应还是以后将要学习的原电池或电解池均如此.
1、质量守恒
2、电荷守恒
3、得失电子守恒
五、极值法
“极值法”即“极端假设法”,是用数学方法解决化学问题的常用方法,一般解答有关混合物计算时采用.可分别假设原混合物是某一纯净物,进行计算,确定最大值、最小值,再进行分析、讨论、得出结论.
六、关系式法
化工生产中以及化学工作者进行科学研究时,往往涉及到多步反应:从原料到产品可能要经过若干步反应;测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程.对于多步反应体系,依据若干化学反应方程式,找出起始物质与最终物质的量的关系,并据此列比例式进行计算求解方法,称为“关系式”法.利用关系式法可以节省不必要的中间运算步骤,避免计算错误,并能迅速准确地获得结果.用关系式解题的关键是建立关系式,建立关系式的方法主要有:1、利用微粒守恒关系建立关系式,2、利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式,3、利用方程式的加合建立关系式.
【命题方向】
题型一:差量法
典例1:加热10.0g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物至质量不再变化,剩余固体的质量为8.45g,求混合物中碳酸钠的质量分数.
分析:加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物时,碳酸钠不分解,碳酸氢钠不稳定,加热时分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,利用差量法,根据2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O计算碳酸氢钠的质量,进而计算碳酸钠的质量分数.
解答:加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物时,碳酸钠不分解,碳酸氢钠不稳定,加热时分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,发生反应为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,则固体质量减少的原因是由于碳酸氢钠分解的缘故,设混合物中碳酸氢钠的质量为m,利用差量法计算,则
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O△m
2×84g 62g
m 10.0g﹣8.45g=1.55g
m==4.2g,
所以混合物中碳酸钠的质量为10.0g﹣4.2g=5.8g,
混合物中碳酸钠的质量分数为:×100%=58%.
答:混合物中碳酸钠的质量分数为58%.
点评:本题考查混合物的计算,题目难度不大,注意根据碳酸氢钠不稳定的性质,利用差量法计算.
题型二:十字交叉法
典例2:实验测得C2H4与O2混合气体的密度是H2的14.5倍,可知其中乙烯的质量分数为( )
A.25.0% B.27.6% C.72.4% D.75.0%
分析:由,十字交叉得出物质的量之比为3:1,据此解答.
解答:由,十字交叉得出物质的量之比为3:1,则乙烯的质量分数为×100%≈72.4%,故选C.
点评:本题主要考察十字交叉法的应用,十字交叉法虽然能给计算带来很大的方便,但也不是万能的,要注意适用场合,如果掌握不好,建议还是采用常规方法解题.
题型三:平均法
典例3:10g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应,产生CO20.1ml,则此样品中可能含有的杂质是( )
A.KHCO3和MgCO3 B.MgCO3和SiO2 C.K2CO3和SiO2 D.无法确定
分析:由“10g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应,产生CO20.1ml”得出样品的平均相对分子质量是100,碳酸钙也是100,则样品中一种的相对分子质量比100大,另一种比100少,二氧化硅不与盐酸反应,认为相对分子质量比碳酸钙大.
解答:由“10g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应,产生CO20.1ml”得出样品中物质的平均相对分子质量是100,
A.KHCO3的相对分子质量为100,MgCO3的相对分子质量为84,则平均值不可能为100,故A错误;
B.MgCO3的相对分子质量为84,SiO2不与盐酸反应,认为相对分子质量比碳酸钙大,则平均值可能为100,故B正确;
C.K2CO3的相对分子质量为为138,SiO2不与盐酸反应,认为相对分子质量比碳酸钙大,则平均值不可能为100,故C错误;
D.由B可知,可以判断混合物的可能性,故D错误.
故选B.
点评:本题考查混合物的计算,题目难度不大,注意用平均值的方法进行比较和判断.
题型四:质量守恒或元素守恒
典例4:向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100ml浓度为1ml/L的硫酸,恰好使混合物完全溶解,放出标况下224ml的气体.所得溶液中加入KSCN溶液后无血红色出现.若用足量的H2在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是( )
分析:硫酸恰好使混合物完全溶解,硫酸没有剩余,向反应所得溶液加KSCN溶液无血红色出现,说明溶液为FeSO4溶液,根据硫酸根守恒可知n(FeSO4)=n(H2SO4);用足量的H2在高温下还原相同质量的混合物得到铁,根据铁元素守恒可知n(Fe)=n(FeSO4),据此结合m=nM计算得到的铁的质量.
解答:硫酸恰好使混合物完全溶解,硫酸没有剩余,向反应所得溶液加KSCN溶液无血红色出现,说明溶液为FeSO4溶液,根据硫酸根守恒可知n(FeSO4)=n(H2SO4)=0.1L×1ml/L=0.1ml;
用足量的H2在高温下还原相同质量的混合物得到铁,根据铁元素守恒可知n(Fe)=n(FeSO4)=0.1ml,故得到Fe的质量为0.1ml×56g/ml=5.6g,
故选B.
点评:本题考查混合物的计算,难度中等,利用元素守恒判断铁的物质的量是解题关键,注意守恒思想的运用.
题型五:电荷守恒
典例5:将8g Fe2O3投入150mL某浓度的稀硫酸中,再投入7g铁粉收集到1.68L H2(标准状况),同时,Fe和Fe2O3均无剩余,为了中和过量的硫酸,且使溶液中铁元素完全沉淀,共消耗4ml•L﹣1的NaOH溶液150mL.则原硫酸的物质的量浓度为( )
A.1.5ml•L﹣1 B.0.5ml•L﹣1 C.2ml•L﹣1 D.1.2ml•L﹣1
分析:Fe和Fe2O3均无剩余,而硫酸过量,加入氢氧化钠溶液使溶液中铁元素完全沉淀,最终溶液中的溶质是Na2SO4,由钠离子守恒可知n(NaOH)=n(Na2SO4),由硫酸根守恒可知n(Na2SO4)=n(H2SO4),再根据c=计算.
解答:Fe和Fe2O3均无剩余,而硫酸过量,加入氢氧化钠溶液使溶液中铁元素完全沉淀,最终溶液中的溶质是Na2SO4,
由钠离子守恒可知:n(NaOH)=n(Na2SO4)=0.15L×4ml/L=0.6ml,故n(Na2SO4)=0.3ml,
由硫酸根守恒可知n(H2SO4)=n(Na2SO4)=0.3ml,则c(H2SO4)==2 ml•L﹣1,
故选C.
点评:本题考查物质的量浓度计算、化学方程式有关计算,清楚发生的反应是关键,注意利用守恒思想进行计算,侧重对解题方法与学生思维能力的考查,难度中等.
题型六、得失电子守恒
典例6:将一定量铁粉投入到500mL某浓度的稀硝酸中,恰好完全反应,在标准状况下产生NO气体11.2L,所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度之比为1:2,则该硝酸溶液的物质的量浓度为( )
A.1ml•L﹣1 B.2 ml•L﹣1 C.3 ml•L﹣1 D.4 ml•L﹣1
分析:铁与硝酸反应所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度之比为1:2,则Fe与硝酸都完全反应,二者都没有剩余,根据电子转移守恒计算n(Fe2+)、(Fe3+),由N原子守恒可知n(HNO3)=2n(Fe2+)+3(Fe3+)+n(NO),结合c=计算.
解答:n(NO)==0.5ml,
铁与硝酸反应所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度之比为1:2,则Fe与硝酸都完全反应,二者都没有剩余,
令n(Fe2+)=yml、则n(Fe3+)=2y ml,根据电子转移守恒,则:
yml×2+2yml×3=0.5ml×(5﹣2)
解得y=ml
则n(Fe3+)=2y ml=ml×2=ml
由N原子守恒可知n(HNO3)=2n(Fe2+)+3(Fe3+)+n(NO)=ml×2+ml×3+0.5ml=2ml,
故原硝酸的浓度==4ml/L,
故选D.
点评:本题考查氧化还原反应的计算,理解原子守恒、得失电子守恒是解答本题的关键,侧重解题方法技巧的考查,题目难度中等.
题型七:极值法
典例7:已知相对原子质量:Li为6.9;Na为23;K为39;Rb为85.今有某碱金属R及其氧化物R2O的混合物10.8g,加足量的水,充分反应后,溶液经蒸发、干燥,得16g固体.试经计算确定是哪一种金属.
分析:本题可采用极值法进行解题,假设混合物全是碱金属和全是碱金属氧化物两种情况进行分析.
解答:设R的相对原子质量为M,
(1)假设混合物全是碱金属,则有
2R+2H2O=2ROH+H2↑
2M 2(M+17)
10.8g 16g
解得:M=35.5
(2)假设混合物全是碱金属氧化物,则有
R2O+H2O=2ROH
2M+16 2(R+17)
10.8g 16g
解得:M=10.7 因10.7<M<35.5 所以碱金属R为钠.
点评:本题主要考察极值法的应用,通过极值法可以得出最大值和最小值,从而得出答案,难度不大.
【解题思路点拨】化学计算方法很多,关键是解题时能选出恰当的方法进行解题.
3.氧化还原反应的电子转移数目计算
【知识点的认识】
一、氧化还原反应的计算:
(1)比较典型的计算有:求氧化剂、还原剂物质的量之比或质量比,计算参加反应的氧化剂或还原剂的量,确定反应前后某一元素的价态变化等。
(2)计算的依据是:氧化剂得电子数等于还原剂失电子数,列出守恒关系式求解。
二、氧化还原反应的基本规律:
1.守恒规律
氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子,且失电子总数等于得电子总数。或者说氧化还原反应中,有元素化合价升高必有元素化合价降低,且化合价升高总数必等于降低总数。有关得失电子守恒(化合价守恒)的规律有如下应用:
(1)求某一反应中被氧化与被还原的元素原子个数之比,或求氧化剂与还原剂的物质的量之比及氧化产物与还原产物的物质的量之比。
(2)配平氧化还原反应方程式。
(3)进行有关氧化还原反应的计算:
2.强弱规律
较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。应用:在适宜条件下,用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质,或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质,也可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。
3.价态规律
元素处于最高价,只有氧化性;元素处于最低价,只有还原性;元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,但主要表现一种性质。物质若含有多种元素,其性质是这些元素性质的综合体现。
4.转化规律
氧化还原反应中,以元素相邻价态之间的转化最容易;不同价态的同种元素之间发生反应,元素的化合价只靠近,不交叉;相邻价态的同种元素之间不发生氧化还原反应。
5.难易规律
越易失去电子的物质,失去后就越难得到电子;越易得到电子的物质,得到后就越难失去电子。一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,还原性最强的优先发生反应;同理,一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时,氧化性最强的优先发生反应。
【命题方向】
题型:氧化还原反应电子转移数目的计算:
典例1在下列反应过程中,有3ml电子转移的是( )
A.1ml钠与水反应
B.27g铝与足量盐酸反应
C.22.4L氧气(标准状况)与足量镁反应
D.1.5mlNa2O2与足量水反应
分析:A、钠和水反应生成氢氧化钠和氢气;
B、铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气;
C、金属镁在氧气中燃烧生成氧化镁;
D、Na2O2与足量水反应生成氢氧化钠和氧气。
解答:A、2Na+2H2O═2NaOH+H2↑,反应转移2ml电子,lml钠与水反应,转移1ml电子,故A错误;
B、27g(1ml)铝全部转化为三价,转移3ml电子,故B正确;
C、22.4L(1ml)氧气全部转化为﹣2价,转移4ml电子,故C错误;
D、2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑,该反应转移2ml电子,1.5mlNa2O2与足量水反应转移1.5ml电子,故D错误。
故选B。
点评:本题考查学生氧化还原反应中的电子转移情况,可以根据所学知识进行回答,难度不大。
【解题思路点拨】电子转移数目计算步骤:
①标出发生变化的元素的化合价。
②找化合价升高的元素(注意:如果化合价降低的元素只有一种就用化合价降低的元素进行计算)。当升高或降低的元素不止一种时,需要根据不同元素的原子个数比,将化合价变化的数值进行叠加。
②化合价升高总数计算:化合价变化数乘以原子个数。
4.反应热和焓变
【知识点的知识】
1、反应热和焓变的概念:
1)反应热:在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,所吸收或放出的热量成为化学反应的反应热。
2)焓变:焓是与内能有关的物理量,恒压条件下的反应热又称“焓变”,符号用△H表示,单位一般采用kJ/ml,放热反应△H<0,吸热反应△H>0.反应在一定条件下是吸热还是放热由生成物和反应物的焓值差即焓变决定。
E1﹣﹣正反应活化能;E2﹣﹣逆反应活化能;
说明:
1)化学反应中不仅存在着“物质变化”,还存在着“能量变化”,这种变化不仅以热能的形式体现出来,还可以以光、电等形式表现。
2)如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量,那么在发生化学反应时,就有部分能量以热的形式释放出来,称为放热反应;如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,那么在发生化学反应时,反应物就需要吸收能量,才能转化为生成物。
2、反应热与物质稳定性之间的关系:
不同物质的能量(即焓)是不同的,对于物质的稳定性而言,存在着“能量越低越稳定”的规律,因此,对于同素异形体或同分异构体之间的相互转化,若为放热反应,则生成物能量低,生成物稳定;若为吸热反应,则反应物的能量低,反应物稳定。
【命题方向】
题型一:反应热的图示
典例1:已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示,下列叙述正确的是( )
A.每生成2分子AB吸收bkJ热量 B.该反应热△H=(b﹣a)kJ•ml﹣1
C.反应物的总能量低于生成物的总能量 D.断裂1mlA﹣A和1mlB﹣B键,放出akJ能量
分析:化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化依据图象分析,结合反应前后能量守恒可知,反应物能量之和小于生成物的能量之和,反应是吸热反应,反应过程中断裂化学键需要吸收能量,形成化学键放出热量。
解答:A、从图上看出,每生成2mlAB吸收(a﹣b)kJ的热量,故A错误;
B、该反应焓变=断裂化学键吸收热量﹣形成化学键所放出热量,所以焓变为△H=+(a﹣b)kJ/ml,故B错误;
C、反应是吸热反应,依据能量守恒可知,反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,故C正确;
D、断裂1mlA﹣A键和1mlB﹣B键,吸收a kJ能量,故D错误;
故选C。
点评:本题考查了反应热量变化的分析判断,图象分析,反应前后的能量守恒应用,化学键的断裂和形成与能量的关系,计算焓变的依据,题目较简单。
题型二:正、逆反应活化能和反应热的关系
典例1:http://www。jye.cm/chemistry2/ques/detail/6f40c179﹣92c6﹣48c5﹣b99d﹣06adb8694304
(2011•海南)某反应的△H=+100kJ•ml﹣1,下列有关该反应的叙述正确的是( )
A.正反应活化能小于100kJ•ml﹣1B.逆反应活化能一定小于100kJ•ml﹣1
C.正反应活化能不小于100kJ•ml﹣1D.正反应活化能比逆反应活化能大100kJ•ml﹣1
分析:根据在可逆反应过程中活化能有正反应和逆反应两种,焓变与活化能的关系是△H=正反应的活化能﹣逆反应的活化能;△H>0,则反应物的总能量小于生成物的总能量。
解答:A、某反应的△H=+100kJ•ml﹣1,则正反应的活化能﹣逆反应的活化能=100kJ•ml﹣1,无法确定正反应活化能的大小,故A错误;
B、某反应的△H=+100kJ•ml﹣1,则正反应的活化能﹣逆反应的活化能=+100kJ•ml﹣1,无法确定逆反应活化能的大小,故B错误;
C、某反应的△H=+100kJ•ml﹣1,则正反应的活化能﹣逆反应的活化能=+100kJ•ml﹣1,正反应活化能大于100kJ•ml﹣1,故C错误;
D、某反应的△H=+100kJ•ml﹣1,则正反应的活化能﹣逆反应的活化能=+100kJ•ml﹣1,即正反应活化能比逆反应活化能大100 kJ•ml﹣1,故D正确;
故选:D。
点评:本题主要考查了焓变与活化能的关系,需要注意的是活化能有正反应和逆反应两种。
题型三:利用键能计算反应热
典例3:http://www。jye.cm/chemistry2/ques/detail/05cc82c3﹣1837﹣48f5﹣865c﹣5a3954df93eb
根据键能数据估算CH4(g)+4F2(g)═CF4+4HF(g)的反应热△H为( )
A.﹣1940 kJ/ml B.+1940 kJ/ml C.﹣485 kJ/ml D.+485 kJ/ml
分析:化学反应的焓变可以用反应物和生成物的键能计算,依据△H=反应物键能之和﹣生成物键能之和,计算得到。
解答:△H=反应物键能之和﹣生成物键能之和,结合图表中键能数据和反应中化学键的判断进行计算,
△H=414kJ/ml×4+4×155kJ/ml﹣(489kJ/ml×4+4×565kJ/ml)=﹣1940kJ/ml,
故选A。
点评:本题考查了化学反应焓变的计算方法,主要是利用反应温和生成物键能计算的方法应用,题目较简单。
【解题思路点拨】△H=E(生成物的总能量)﹣E(反应物的总能量)
=E(反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量)﹣E(生成物分子化学键形成时所释放的总能量)
=E1(正反应的活化能)﹣E2(逆反应的活化能)
5.化学反应速率和化学计量数的关系
【知识点的认识】
化学反应速率:
(1)意义:表示化学反应进行快慢的量.
(2)定性:根据反应物消耗,生成物产生的快慢(用气体、沉淀等可见现象)来粗略比较
(3)定量:用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示.v=△c/t,
单位:ml/(L•s)或ml/(L•min)
(4)表示方法:①同一反应,速率用不同物质浓度变化表示时,数值可能不同,但数值之比等于方程式中各物质的化学计量数比.
②一般不能用固体和纯液体物质表示浓度
③对于没有达到化学平衡状态的可逆反应:v正≠v逆.
6.化学平衡的影响因素
【知识点的认识】
1、化学平衡的影响因素(v﹣t图象):
(1)浓度:
a、增大反应物浓度,平衡正向移动;减小反应物浓度,平衡逆向移动
增大反应物浓度,平衡正向移动 减小反应物浓度,平衡逆向移动
b、增大生成物浓度,平衡逆向移动;减小生成物浓度,平衡正向移动
减小生成物浓度,平衡正向移动 增大生成物浓度,平衡逆向移动
(2)温度:
①升高温度,平衡向吸热反应方向移动:
②降低温度,平衡向放热反应方向移动:
(3)压强:
①增大压强,反应朝着气体体积减小的方向进行;
②减小压强,反应朝着气体体积增大的方向进行.
③对于气体体积不变的反应,压强改变平衡不移动.
(4)催化剂:催化剂同倍数增大反应物浓度,平衡不移动.
2、化学平衡移动原理(勒夏特列原理):
改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强、温度),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动,这就是勒夏特列原理.
概念的理解:
①影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种;
②原理的适用范围是只有一项条件变化的情况,当多项条件同时发生变化时,情况比较复杂;
③定性角度:平衡移动的方向为减弱外界改变的方向;
定量角度:平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化.
【命题方向】
题型一:化学平衡的影响因素
典例1:(2014•安徽模拟)COCl2(g)⇌CO(g)+Cl2(g);△H>0.当反应达到平衡时,下列措施:①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是( )
A.①②④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥
分析:化学反应COCl2(g)⇌CO(g)+Cl2(g)△H>0,正反应是气体体积增大的吸热反应,
①升温平衡向吸热反应方向移动;
②恒容通入惰性气体,总压增大,分压不变,平衡不动;
③增加CO的浓度,平衡逆向进行;
④减压平衡向气体体积增大的方向进行;
⑤加催化剂,改变速率不改变平衡;
⑥恒压通入惰性气体,压强增大,为保持恒压,体积增大压强减小,平衡正向进行.
解答:化学反应COCl2(g)⇌CO(g)+Cl2(g)△H>0,正反应是气体体积增大的吸热反应,
①升温平衡向正反应移动,COCl2转化率增大,故①符合;
②恒容通入惰性气体,总压增大,反应混合物各组分的浓度不变,平衡不移动,COCl2转化率不变,故②不符合;
③增加CO的浓度,平衡向逆反应方向移动,COCl2转化率减小故③不符合;
④减压平衡向正反应方向移动,COCl2转化率增大,故④符合;
⑤加催化剂,改变速率不改变平衡,COCl2转化率不变,故⑤不符合;
⑥恒压通入惰性气体,压强增大,为保持恒压,体积增大压强减小,平衡正向进行,COCl2转化率增大,故⑥符合,
故选:B.
点评:本题考查了化学平衡的影响因素,注意理解通入惰性气体对平衡移动影响,题目难度中等.
题型二:图象题分析
典例2:对于可逆反应:A2(g)+3B2(g)⇌2AB3(g);△H<0下列图象中正确的是( )
A. B. C. D.
分析:对于可逆反应A2(g)+3B2(g)⇌2AB3(g)△H<0,正反应放热,升高温度正逆反应速率都增大,化学向逆反应方向移动,增大压强,平衡向正反应方向移动,结合图象分析解答.
解答:A.升高温度,正逆反应速率都增大,平衡向逆反应方向移动,交叉点后,逆反应速率应该大于正反应速率,故A正确;
B.该反应是气体体积减小的可逆反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,所以A的含量是减小,压强一定升高温度,平衡向逆反应方向移动,A的含量增大,故B正确;
C.该反应是放热反应,先拐先平,温度高,故C错误;
D.压强越大,反应速率越大,正逆反应速率都增大,故D错误;
故选AB.
点评:本题考查化学平衡的图象,明确外界条件对化学平衡的影响及图象中纵横坐标的含义、“定一议二”“先拐先平”即可解答,难度不大.
【解题方法点拨】外界条件对化学反应速率和化学平衡影响对比分析:
注意:
①升高温度和增大压强,正逆反应速率都加快,只是增加幅度不同,因此平衡发生移动;
②降低温度和减小压强,正逆反应速率都减慢.
7.氮气的结构、性质及用途
0
8.氮的固定
0
9.氨的化学性质
【知识点的知识】
1、氨
(1)氨的物理性质:
①氨是无色、有刺激性气味的气体,比空气轻;
②氨易液化.在常压下冷却或常温下加压,气态氨转化为无色的液态氨,同时放出大量热.液态氨气化时要吸收大量的热,使周围的温度急剧下降;
③氨气极易溶于水.在常温、常压下,1体积水中能溶解约700体积的氨气(因此,氨气可进行喷泉实验);
④氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用.若不慎接触过多的氨而出现病症,要及时吸入新鲜空气和水蒸气,并用大量水冲洗眼睛.
(2)氨分子的结构:
NH3的电子式为,结构式为,氨分子的结构为三角锥形,N原子位于锥顶,三个H原子位于锥底,键角107°18′,是极性分子.
(3)氨的化学性质:
①跟水反应.氨气溶于水时(氨气的水溶液叫氨水),大部分的NH3分子与H2O分子结合成NH3•H2O(叫一水合氨).NH3•H2O为弱电解质,只能部分电离成NH4+和OH﹣:
NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH﹣
a.氨水的性质:氨水具有弱碱性,使无色酚酞试液变为浅红色,使红色石蕊试液变为蓝色.氨水的浓度越大,密度反而越小(是一种特殊情况).NH3•H2O不稳定,故加热氨水时有氨气逸出:
NH4++OH﹣=NH3↑+H2O
b.氨水的组成:氨水是混合物(液氨是纯净物),其中含有3种分子(NH3、NH3•H2O、H2O)和3种离子(NH4+和OH﹣、极少量的H+).
c.氨水的保存方法:氨水对许多金属有腐蚀作用,所以不能用金属容器盛装氨水.通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里.
d.有关氨水浓度的计算:氨水虽然大部分以NH3•H2O形式存在,但计算时仍以NH3作溶质.
②跟氯化氢气体的反应:NH3+HCl=NH4C1
说明:
a.当蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时,产生大量白烟.这种白烟是氨水中挥发出来的NH3与盐酸挥发出来的HCl化合生成的NH4C1晶体小颗粒.
b.氨气与挥发性酸(浓盐酸、浓硝酸等)相遇,因反应生成微小的铵盐晶体而冒白烟,这是检验氨气的方法之﹣.
c.氨气与不挥发性酸(如H2SO4、H3PO4等)反应时,无白烟生成.
③跟氧气反应:4NH3+5O24NO+6H2O
说明:这一反应叫做氨的催化氧化(或叫接触氧化),是工业上制硝酸的反应原理之一.
(4)氨气的用途:
①是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱的原料;
②是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常用原料;
③用作冰机中的致冷剂.
10.氨的实验室制法
0
11.工业制氨气
0
12.硝酸的化学性质
【知识点的知识】
1)强酸性:HNO3=H++NO3﹣;硝酸是一元强酸,具有酸的通性.
2)不稳定性:4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O
注意:①浓度越大,越易分解;久置硝酸呈黄色的原因的分解的NO2溶于溶液,使得溶液变黄;
②硝酸应保存在玻璃塞(HNO3腐蚀橡胶)棕色细口瓶中,放于阴凉处.
3)强氧化性:
①与金属反应:除Pt、Au外的金属均能与HNO3反应.
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(实验室制NO2)
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(实验室制NO,常温下缓慢反应,加热反应较剧烈)
注意:a.常温下,浓HNO3使Fe、Al等金属钝化;
b.金属与硝酸反应不产生H2.
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
3Zn+8HNO3=3Zn(NO3)2+2NO↑+4H2O
4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+N2O+5H2O
4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
金属与硝酸反应规律:
硝酸同金属的反应比较复杂,因为(a)硝酸的浓度;(b)金属的活泼性;(c)反应的温度等不同,所生成的产物亦不同,并且所生成的产物往往是混合物.但是就其主要产物而言,可以概括出以下几点.
(1)在金属活动性顺序表中,位于“H”以后的金属如Cu、Ag、Hg等与浓HNO3反应主要得到NO2,与稀HNO3反应主要得到NO.
(2)活泼性适中的金属如:Fe、C、Ni、Cr、Ca、Al等金属,在一般情况下与浓HNO3不反应.这是由于“钝化”作用,使金属表面覆盖了一层致密的氧化膜,阻止了内层金属进一步与浓硝酸反应.这些金属与稀HNO3作用主要生成N2O或者NO,这是由于它们的还原性较强,能将硝酸还原到较低的价态.若与更稀的硝酸反应,则可以生成NH3.
(3)活泼性的金属如Mg、Zn等与不同浓度的稀HNO3作用能得到不同低价态的还原产物.
(4)Au、Pt、Rh、Ti、Ta等贵金属和硝酸不发生反应.因为它们特别稳定,不易被氧化.
(5)Sn、Pb、As、W等金属与HNO3作用得到的是金属氧化物或其水合物而不是硝酸盐.因为这些金属氧化物不溶于硝酸.
对于同一种金属来说,酸越稀则硝酸本身被还原的程度越大.镁与不同浓度硝酸反应的方程式是:
Mg+4HNO3(浓 )=Mg(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Mg+8HNO3(8M)=3Mg(NO3)2+2NO↑+4H2O
4Mg+10HNO3(2M)=4Mg(NO3)2+N2O↑+5H2O
4Mg+10HNO3(lM)=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O
Mg+2HNO3(极稀)=Mg(NO3)2+H2↑
②与非金属反应:能氧化C、S、P等非金属.
C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+H2O
S+6HNO3(浓)=H2SO4+6NO2↑+2H2O
③与H2S、HBr、HI、SO2、KI、Na2SO3等物质反应.
6KI+8HNO3=6KNO3+3I2+2NO+4H2O
3H2S+2HNO3(稀)=3S↓+2NO+4H2O
3Na2S+8HNO3(稀)=6NaNO3+2NO↑+3S↓+4H2O
3Na2SO3+2HNO3(稀)=3Na2SO4+2NO↑+H2O
说明:a.氧化性:浓硝酸>稀硝酸;
b.一般情况下:浓硝酸的还原产物是NO2;稀硝酸的还原产物是NO
c.王水:浓硝酸和浓盐酸按体积比1:3混合而成.王水有很强的氧化性,能溶解Pt、Au等金属.
13.工业制取硝酸
【知识点的认识】
1、制备方法:
工业上常用氨氧化法生产硝酸,其生产过程包括氨的催化氧化(催化剂为铂铑合金丝网)、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。其主要流程是将氨和空气的混合气(氧:氮≈2:1)通入灼热(760~840℃)的铂铑合金网,在合金网的催化下,氨被氧化成一氧化氮(NO)。生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮,NO2在吸收塔内用水吸收在过量空气中O2的作用下转化为硝酸,最高浓度可达50%.稀硝酸、浓硝酸、发烟硝酸的制取在工艺上各不相同。反应在高温高压条件下进行。
2、反应原理
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ①
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ②
3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g) ③
4NO2+O2+2H2O═4HNO3 ④
③中的NO可以进入②中继续利用制取的50%的硝酸用硝酸镁或者浓H2SO4做吸水剂,蒸馏,可得到高浓度的硝酸,甚至98%以上的“发烟”硝酸。
3、尾气处理
生产过程中NO循环使用,可以最大程度利用原料,并且减少尾气中的NOx的排放,尾气一般用NaOH溶液进行吸收,发生氧化还原反应,可以综合利用尾气中的NOx。
2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
【命题的方向】本考点主要考察工业制硝酸的原理以及尾气的吸收,主要以流程题为主。
题型:硝酸工业生产流程的考察
典例:下列物质的制备与工业生产相符的是( )
①NH3NOHNO3
②浓HClCl2漂白粉
③MgCl2(aq)无水MgCl2Mg
④饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3
⑤铝土矿NaAlO2溶液Al(OH)3Al2O3Al。
A.①④⑤B.①③⑤C.②③④D.②④⑤
分析:①工业上用氨气(NH3)制取硝酸(HNO3),工业流程为:4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO;
②工业上常以食盐为原料制备氯气,再用氯气制备漂白粉:①2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,②2C12+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
③工业上制Mg的过程:MgC12溶液:将MgC12溶液经蒸发结晶得到MgC12•6H2O,然后MgC12•6H2O在一定条件下加热得到无水MgC12:MgCl2•6H2OMgCl2+6H2O;最后电解熔融的氯化镁可得到Mg:MgCl2Mg+Cl2↑;
④联合制碱法:先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水,再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液,其化学反应原理是:NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl,将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体,再加热煅烧制得纯碱产品:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
⑤从铝土矿中提取铝反应过程 ①溶解:将铝土矿溶于NaOH(aq):Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO+H₂O ②过滤:除去残渣氧化亚铁(FeO)、硅铝酸钠等 ③酸化:向滤液中通入过量CO2:
NaAlO2+CO₂+2H₂O=Al(OH)₃↓+NaHCO₃④过滤、灼烧 Al(OH)₃:2Al(OH)3Al2O3+3H₂O; ⑤电解:2Al2O3(l) 4Al+3O₂↑。
解答:①工业上用氨气(NH3)制取硝酸(HNO3)的工业流程:NH3NOHNO3,故①正确;
②工业上制备漂白粉的工业流程:①NaCl溶液Cl2漂白粉,故②错误;
③工业上制Mg的工业流程:MgC12溶液:MgCl2(aq)MgC12•6H2O无水MgCl2Mg,故③错误;
④联合制碱法的工业流程:饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3,故④正确;
⑤从铝土矿中提取铝的工业流程:铝土矿NaAlO2溶液Al(OH)3Al2O3Al,故⑤正确;
故选A。
点评:本题主要考察了常见化学物质的工业制备,掌握制备原理、流程和注意事项是关键。
【解题思路点拔】当一氧化氮和二氧化氮的比例为1:1时尾气可以完全吸收。
14.铵盐
【知识点的知识】
1)铵盐是离子型化合物,都是白色晶体,易溶于水,溶于水时吸热;
2)受热分解(不稳定性)
NH4ClNH3↑+HCl↑
NH4HCO3≜NH3↑+CO2↑+H2O
氯化铵受热分解为氯化氢和氨气,遇冷时二者又重新结合为氯化铵,NH4HCO3加热则完全气化,也出现类似“升华”的现象.
铵盐受热分解的产物要根据具体情况分析,一般以温度和铵盐里的酸根的氧化性等诸多因素有关.如
NH4NO3N2O↑+2H2O
3)与碱反应
NH4++OH﹣=NH3↑+H2O
可以用来检验NH4+,也可用来制备氨气,用湿润的红色石蕊试纸在瓶口验满.
15.含氮物质的综合应用
【考点归纳】
氮族元素及其化合物的性质
一、氮和磷
1、氮族元素:包括氮(7N)、磷、(15P)、砷(33As)、锑(51Sb)、铋(83Bi)五种元素.氮族元素位于元素周期表中第VA族,其代表元素为氮和磷.
2、氮族元素的原子结构
(1)相似性:①最外层电子数均为5个;②主要化合价:氮有﹣3、+1、+2、+3、+4、+5价;磷和砷有﹣3、+3、+5价;锑、铋有+3、+5价.
(2)递变规律:按氮、磷、砷、锑、铋的顺序,随着核电荷数的增加,电子层数增多,原子半径增大,失电子能力增强,得电子能力减弱,非金属性减弱,金属性增强.在氮族元素的单质中,氮、磷具有较明显的非金属性;砷虽然是非金属,但有一些金属性;锑、铋为金属.
3、氮族元素单质的物理性质
4、氮气
(1)氮元素在自然界中的存在形式:既有游离态又有化合态.空气中含N2 78%(体积分数)或75%(质量分数);化合态氮存在于多种无机物和有机物中,氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素.
(2)氮气的物理性质:纯净的氮气是无色气体,密度比空气略小.氮气在水中的溶解度很小.在常压下,经降温后,氮气变成无色液体,再变成雪花状固体.
(3)氮气的分子结构:氮分子(N2)的电子式为,结构式为N≡N.由于N2分子中的N≡N键很牢固,所以通常情况下,氮气的化学性质稳定、不活泼.
(4)氮气的化学性质:
①N2与H2化合生成NH3 N2+3H22NH3
说明 该反应是一个可逆反应,是工业合成氨的原理.
②N2与O2化合生成NO:N2+O22NO
说明 在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应.
(5)氮气的用途:
①合成氨,制硝酸;②代替稀有气体作焊接金属时的保护气,以防止金属被空气氧化;⑧在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发;④保存粮食、水果等食品,以防止腐烂;⑤医学上用液氮作冷冻剂,以便在冷冻麻醉下进行手术;⑥利用液氮制造低温环境,使某些超导材料获得超导性能.
5、NO、NO2性质的比较
6、自然界中硝酸盐的形成过程
(1)电闪雷鸣时:N2+O22NO (2)2NO+O2=2NO2(3)下雨时:3NO2+H2O=2HNO3+NO
(4)生成的硝酸随雨水淋洒到土壤中,并与土壤中的矿物作用生成能被植物吸收的硝酸盐.
7、光化学烟雾
NO、NO2有毒,是大气的污染物.空气中的NO、NO2污染物主要来自于石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气.NO2在紫外线照射下,发生一系列光化学反应,产生一种有毒的烟雾﹣﹣光化学烟雾.因此,NO2是造成光化学烟雾的主要因素.光化学烟雾刺激呼吸器官,使人生病甚至死亡.
8、磷
(1)磷元素在自然界中的存在形式:自然界中无游离态的磷.化合态的磷主要以磷酸盐的形式存在于矿石中.动物的骨骼、牙齿和神经组织,植物的果实和幼芽,生物的细胞里都含有磷.
(2)单质磷的化学性质:①与O2反应:4P+5O22P2O5
②磷在C12中燃烧:2P+3C12(不足量)2PCl3 2P+5C12(足量)2PCl5
9、磷的同素异形体﹣﹣白磷与红磷
10、五氧化二磷、磷酸
(1)五氧化二磷的性质:五氧化二磷是白色粉末状固体,极易吸水(因此可作酸性气体的干燥剂).P2O5是酸性氧化物,与水反应:
P2O5+3H2O2H3PO4
(2)磷酸的性质、用途:磷酸(H3PO4)是一种中等强度的三元酸,具有酸的通性.磷酸主要用于制造磷肥,也用于食品、纺织等工业.
11、氮、磷元素及其单质、化合物性质的比较
二、铵盐
1、氨
(1)氨的物理性质:
①氨是无色、有刺激性气味的气体,比空气轻;
②氨易液化.在常压下冷却或常温下加压,气态氨转化为无色的液态氨,同时放出大量热.液态氨气化时要吸收大量的热,使周围的温度急剧下降;
③氨气极易溶于水.在常温、常压下,1体积水中能溶解约700体积的氨气(因此,氨气可进行喷泉实验);
④氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用.若不慎接触过多的氨而出现病症,要及时吸入新鲜空气和水蒸气,并用大量水冲洗眼睛.
(2)氨分子的结构:
NH3的电子式为,结构式为,氨分子的结构为三角锥形,N原子位于锥顶,三个H原子位于锥底,键角107°18′,是极性分子.
(3)氨的化学性质:
①跟水反应.氨气溶于水时(氨气的水溶液叫氨水),大部分的NH3分子与H2O分子结合成NH3•H2O(叫一水合氨).NH3•H2O为弱电解质,只能部分电离成NH4+和OH﹣:
NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH﹣
a.氨水的性质:氨水具有弱碱性,使无色酚酞试液变为浅红色,使红色石蕊试液变为蓝色.氨水的浓度越大,密度反而越小(是一种特殊情况).NH3•H2O不稳定,故加热氨水时有氨气逸出:
NH4++OH﹣=NH3↑+H2O
b.氨水的组成:氨水是混合物(液氨是纯净物),其中含有3种分子(NH3、NH3•H2O、H2O)和3种离子(NH4+和OH﹣、极少量的H+).
c.氨水的保存方法:氨水对许多金属有腐蚀作用,所以不能用金属容器盛装氨水.通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里.
d.有关氨水浓度的计算:氨水虽然大部分以NH3•H2O形式存在,但计算时仍以NH3作溶质.
②跟氯化氢气体的反应:NH3+HCl=NH4C1
说明:
a.当蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时,产生大量白烟.这种白烟是氨水中挥发出来的NH3与盐酸挥发出来的HCl化合生成的NH4C1晶体小颗粒.
b.氨气与挥发性酸(浓盐酸、浓硝酸等)相遇,因反应生成微小的铵盐晶体而冒白烟,这是检验氨气的方法之﹣.
c.氨气与不挥发性酸(如H2SO4、H3PO4等)反应时,无白烟生成.
③跟氧气反应:4NH3+5O24NO+6H2O
说明:这一反应叫做氨的催化氧化(或叫接触氧化),是工业上制硝酸的反应原理之一.
(4)氨气的用途:
①是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱的原料;
②是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常用原料;
③用作冰机中的致冷剂.
2、铵盐
铵盐是由铵离子(NH4+)和酸根阴离子组成的化合物.铵盐都是白色晶体,都易溶于水.
(1)铵盐的化学性质:
①受热分解.固态铵盐受热都易分解.根据组成铵盐的酸根阴离子对应的酸的性质的不同,铵盐分解时有以下三种情况:
a.组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是非氧化性的挥发性酸时,则加热时酸与氨气同时挥发,冷却时又重新化合生成铵盐.例如:NH4Cl(固)NH3↑+HCl↑ NH3+HCl=NH4Cl (试管上端又有白色固体附着)
又如:(NH4)2CO32NH3↑+H2O+CO2↑ NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑
b.组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是难挥发性酸,加热时则只有氨气逸出,酸或酸式盐仍残留在容器中.如:
(NH4)2SO4NH4HSO4+NH3↑ (NH4)3PO4H3PO4+3NH3↑
c.组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是氧化性酸,加热时则发生氧化还原反应,无氨气逸出.例如:
NH4NO3N2O↑+2H2O
②跟碱反应﹣﹣铵盐的通性.
固态铵盐+强碱(NaOH、KOH) 无色、有刺激性气味的气体 试纸变蓝色.例如:
(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O
NH4NO3+NaOHNaNO3+NH3↑+H2O
说明:a.若是铵盐溶液与烧碱溶液共热,则可用离子方程式表示为:NH4++OH﹣NH3↑+H2O
b.若反应物为稀溶液且不加热时,则无氨气逸出,用离子方程式表示为:NH4++OH﹣=NH3•H2O
c.若反应物都是固体时,则只能用化学方程式表示.
(2)氮肥的存放和施用.铵盐可用作氮肥.由于铵盐受热易分解,因此在贮存时应密封包装并存放在阴凉通风处;施用氮肥时应埋在土下并及时灌水,以保证肥效.
3、铵盐(NH4+)的检验:
将待检物取出少量置于试管中,加入NaOH溶液后,加热,用湿润的红色石蕊试纸在管口检验,若试纸变蓝色,则证明待检物中含铵盐(NH4+).
4、氨气的实验室制法
(1)反应原理:固态铵盐[如NH4Cl、(NH4)2SO4等]与消石灰混合共热:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)发生装置类型:固体+固体 气体型装置(与制O2相同).
(3)干燥方法:常用碱石灰(CaO和NaOH的混合物)作干燥剂.不能用浓H2SO4、P2O5等酸性干燥剂和CaCl2干燥氨气,因为它们都能与氨气发生反应(CaCl2与NH3反应生成CaCl2•8NH3).
(4)收集方法:只能用向下排气法,并在收集氨气的试管口放一团棉花,以防止氨气与空气形成对流而造成制得的氨气不纯.
(5)验满方法;
①将湿润的红色石蕊试纸接近集气瓶口,若试纸变蓝色,则说明氨气已充满集气瓶;
②将蘸有浓盐酸的玻璃棒接近集气瓶口,有白烟产生,说明氨气已充满集气瓶.
注意:
①制氨气所用的铵盐不能用NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替,因为NH4NO3在加热时易发生爆炸,而NH4HCO3、(NH4)2CO3极易分解产生CO2气体使制得的NH3不纯.
②消石灰不能用NaOH、KOH等强碱代替,因为NaOH、KOH具有吸湿性,易潮解结块,不利于生成的氨气逸出,而且NaOH、KOH对玻璃有强烈的腐蚀作用.
③NH3极易溶于水,制取和收集的容器必须干燥.
④实验室制取氨气的另一种常用方法:将生石灰或烧碱加入浓氨水中并加热.
有关反应的化学方程式为:CaO+NH3•H2O Ca(OH)2+NH3↑.加烧碱的作用是增大溶液中的OH﹣浓度,促使NH3•H2O转化为NH3,这种制氨气的发生装置与实验室制Cl2、HCl气体的装置相同.
三、硝酸
1、硝酸
(1)物理性质:
①纯硝酸是无色、易挥发(沸点为83℃)、有刺激性气味的液体.打开盛浓硝酸的试剂瓶盖,有白雾产生.(与盐酸相同)
②质量分数为98%以上的浓硝酸挥发出来的HNO3蒸气遇空气中的水蒸气形成的极微小的硝酸液滴而产生“发烟现象”.因此,质量分数为98%以上的浓硝酸通常叫做发烟硝酸.
(2)化学性质:
①具有酸的一些通性.例如:CaCO3+2HNO3(稀)=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O
(实验室制CO2气体时,若无稀盐酸可用稀硝酸代替)△
②不稳定性.HNO3见光或受热发生分解,HNO3越浓,越易分解.硝酸分解放出的NO2溶于其中而使硝酸呈黄色.有关反应的化学方程式为:
4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑
③强氧化性:不论是稀HNO3还是浓HNO3,都具有极强的氧化性.HNO3浓度越大,氧化性越强.其氧化性表现在以下几方面:
a.几乎能与所有金属(除Hg、Au外)反应.当HNO3与金属反应时,HNO3被还原的程度(即氮元素化合价降低的程度)取决于硝酸的浓度和金属单质还原性的强弱.对于同一金属单质而言,HNO3的浓度越小,HNO3被还原的程度越大,氮元素的化合价降低越多.一般反应规律为:
金属+HNO3(浓)→硝酸盐+NO2↑+H2O
金属+HNO3(稀)→硝酸盐+NO↑+H2O
较活泼的金属(如Mg、Zn等)+HNO3(极稀)→硝酸盐+H2O+N2O↑(或NH3等)
金属与硝酸反应的重要实例为:
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
该反应较缓慢,反应后溶液显蓝色,反应产生的无色气体遇到空气后变为红棕色(无色的NO被空气氧化为红棕色的NO2).实验室通常用此反应制取NO气体.
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
该反应较剧烈,反应过程中有红棕色气体产生.此外,随着反应的进行,硝酸的浓度渐渐变稀,反应产生的气体是NO2、NO等的混合气体.
b.常温下,浓HNO3能将金属Fe、A1钝化,使Fe、A1的表面氧化生成一薄层致密的氧化膜.因此,可用铁或铝制容器盛放浓硝酸,但要注意密封,以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反应.(与浓硫酸相似)
c.浓HNO3与浓盐酸按体积比1:3配制而成的混合液叫王水.王水溶解金属的能力更强,能溶解金属Pt、Au.
d.能把许多非金属单质(如C、S、P等)氧化,生成最高价含氧酸或最高价非金属氧化物.例如:
C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O
e.能氧化某些具有还原性的物质,如H2S、SO2、Na2SO3、HI、HBr、Fe2+等.应注意的是,NO3﹣无氧化性,而当NO3﹣在酸性溶液中时,则具有强氧化性.例如,在Fe(NO3)2溶液中加入盐酸或硫酸,因引入了H+而使Fe2+被氧化为Fe3+;又如,向浓HNO3与足量的Cu反应后形成的Cu(NO3)2中再加入盐酸或硫酸,则剩余的Cu会与后来新形成的稀HNO3继续反应.
f.能氧化并腐蚀某些有机物,如皮肤、衣服、纸张、橡胶等.因此在使用硝酸(尤其是浓硝酸)时要特别小心,万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再用小苏打或肥皂液洗涤.
(3)保存方法.硝酸易挥发,见光或受热易分解,具有强氧化性而腐蚀橡胶,因此,实验室保存硝酸时,应将硝酸盛放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中,并贮存在黑暗且温度较低的地方.
(4)用途.硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等.
2、亚硝酸盐
(1)亚硝酸钠的性质:亚硝酸钠(NaNO2)是无色或浅黄色晶体,外观类似食盐,有咸味,易溶于水,有毒.既具有氧化性又具有还原性.
(2)亚硝酸钠的存在:①长时间加热煮沸或反复加热沸腾的水,由于水中NO3﹣浓度增大,饮用后部分NO3﹣在人体内被还原为NO㈠②腐烂的蔬菜中;⑧腌制的食品如酸菜、肉制品中.
(3)亚硝酸盐的用途:①用于印染、漂白等行业;②在某些食品如腊肉、香肠中用作防腐剂和增色剂;⑧用作混凝土的掺合剂等.
(4)亚硝酸盐对人体的危害.亚硝酸盐是一种潜在的致癌物质,过量或长期食用对人体会造成危害.若误食亚硝酸盐或食用含有过量的亚硝酸盐的食物,会出现嘴唇、指甲、皮肤发紫以及头晕、呕吐、腹泻等症状,严重时可致人死亡.所以,国家对食品中的亚硝酸盐的含量有严格的限制.
16.氮族元素简介
【知识点的知识】
一、氮族元素简介:
1、氮族元素包括氮(7N)、磷、(15P)、砷(33As)、锑(51Sb)、铋(83Bi)五种元素.氮族元素位于元素周期表中第VA族,其代表元素为氮和磷.
2、氮族元素的原子结构:
(1)相似性:①最外层电子数均为5个;②主要化合价:氮有﹣3、+1、+2、+3、+4、+5价;磷和砷有﹣3、+3、+5价;锑、铋有+3、+5价.
(2)递变规律:按氮、磷、砷、锑、铋的顺序,随着核电荷数的增加,电子层数增多,原子半径增大,失电子能力增强,得电子能力减弱,非金属性减弱,金属性增强.在氮族元素的单质中,氮、磷具有较明显的非金属性;砷虽然是非金属,但有一些金属性;锑、铋为金属.
3、氮族元素单质的物理性质:
二、特殊性:
(1)由元素周期表知,非金属性N比P强,但N2比P的活泼性差,原因是氮氮三键的键能比P﹣P键的键能大,如N2在空气中不能燃烧,而白磷在空气中能自燃,红磷在空气中可以燃烧.
(2)氮气不支持一般物质的燃烧,但氮气能支持镁等活泼金属的燃烧;
(3)不成盐氧化物一般不能与碱反应,而NO、NO2的混合物可以与NaOH反应;
(4)一般非金属氧化物与冷水、热水反应只是速率不同,产物一样,但P2O5与冷水、热水反应的产物分别是HPO3和H3PO4;
(5)氮族元素的最高价氧化物的水化物的通式为H3RO4,而N元素对应的最高价氧化物的水化物的化学式为HNO3,原子是N原子半径小;
(6)同一种元素,其氢化物显碱性(如NH3),其最高价氧化物对应水化物显酸性,二者之间发生化合反应:NH3+HNO3=NH4NO3;
(7)NH3的沸点比AsH3高,因为NH3分子之间形成了氢键.
【命题方向】
【解题方法点拨】
17.含硫物质的性质及综合应用
【知识点的知识】
一、硫化氢
1、硫化氢的分子结构:
H2S的分子结构与H2O相似,呈角形,是一种极性分子,但极性比水弱,不能形成氢键.熔点(﹣86℃) 和沸点(﹣71℃)都比水低.
2、硫化氢的物理性质:H2S是一种无色,有臭鸡蛋气味的气体,比空气稍重,能溶于水(常温常压下,1体积水中能溶解2.6体积硫化氢).
3、硫化氢的化学性质:
(1)对热较不稳定:H2SH2+S
(2)强还原性:
2H2S+O2=2S+2H2O(空气不充足)
2H2S+3O22SO2+2H2O(空气充足)
H2S+Cl2=2HCl+S
2H2S+SO2=2H2O+3S
H2S+I2=2HI+S
H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2+2H2O
3.氢硫酸氢硫酸是二元弱酸,可分步电离:
H2S⇌H++HS﹣;HS﹣⇌H++S2﹣,因此氢硫酸具有酸的通性.
4、S2﹣,HS﹣
Na2S+2HCl=2NaCl+H2S
Na2S+H2S=2NaHS
Na2S、NaHS均具有强还原性,在空气中均易被氧化.S2﹣遇Fe3+、ClO﹣、NO3﹣(H+)等氧化性离子都发生氧化还原反应.
二、二氧化硫
2)二氧化硫的重要性质
(1)物理性质:二氧化硫是一种无色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水,常温常压下,1体积水能溶解大约40体积的SO2.
(2)化学性质
①具有酸性氧化物(酸酐)的通性
与水反应:SO2+H2O=H2SO3
与碱反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O SO2+NaOH=NaHSO3
与碱性氧化物的反应:CaO+SO2=CaSO3
②还原性:2SO2+O22SO3 SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
③氧化性:SO2+2H2S=3S+2H2O
SO2既有氧化性,又有还原性,以还原性为主.
④漂白性:
SO2与Na2O2、Cl2(HClO)、O3的漂白性异同:
三、硫酸
1、硫酸:
硫酸的分子式:H2SO4;结构式:,H2SO4中硫元素为+6价,处于最高价,具有氧化性,但只有浓H2SO4表现出强氧化性,而稀硫酸、硫酸盐中的硫元素通常不表现氧化性.
2、硫酸的物理性质
纯硫酸是无色、黏稠的油状液体,密度大,沸点高,是一种难挥发的强酸,易溶于水,能以任意比与水互溶.浓硫酸溶于水时放出大量的热.常见浓硫酸的质量分数为98.3%,其密度为 1.84g•cm﹣3,沸点为338℃,物质的量浓度为18.4ml•L﹣1.H2SO4的浓度越大,密度越大,若将30%的H2SO4溶液与10%的H2SO4溶液等体积混合,所得溶液的质量分数大于20%.
3、稀硫酸的化学性质:稀硫酸具有酸的通性.
(1)与指示剂作用:能使紫色石蕊试液变红.
(2)与碱发生中和反应
(3)与碱性氧化物或碱性气体反应
(4)与活泼金属发生置换反应
(5)与某些盐溶液反应.
4、浓硫酸的特性
(1)吸水性将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中,其质量将增加,密度将减小,浓度降低,体积变大.这是因为浓硫酸具有吸水性,实验室里常利用浓硫酸作干燥剂.浓硫酸不仅可以吸收空气中的水,还可吸收混在气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的部分结晶水.
浓H2SO4可作某些不与其反应的气体、固体的干燥剂,同时不能暴露在空气中.能够用浓H2SO4干燥的气体等酸性或中性气体,而具有还原性的气体H2S、HBr、H和碱性气体NH3则不能用浓H2SO4干燥.另外在酯化反应中中,浓H2SO4作催化剂和吸水剂.
不同类型干燥剂的对比:
(2)脱水性指浓H2SO4将有机物里的氧、氧元素按原子个数比2:1脱去生成水的性质.浓H2SO4从有机物中脱下来的是氢、氧元素的原子,不是水,脱下来的氢、氧元素的原子按2:1的比例结合成H2O;对于分子中所含氢、氧原子个数比为2:l的有机物(如蔗糖、纤维素等),浓H2SO4使其炭化变黑,如:HCOOHCO↑+H2O
(3)强氧化性常温下,Fe、Al遇浓H2SO4会发生钝化.但热的浓H2SO4能氧化大多数金属(除金、铂外)、某些非金属单质及一些还原性化合物.如:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑
S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2H2O+2SO2↑
2KI+2H2SO4(浓)K2SO4+I2+2H2O+SO2↑
2HI+H2SO4(浓)I2+SO2↑+2H2O
在这些氧化还原反应中,浓硫酸的还原产物一般为SO2.
5、浓硫酸和稀硫酸的鉴别
从浓H2SO4和稀H2SO4性质的差异人手,可知鉴别浓H2SO4和稀H2SO4的方法有多种.
方法一:取少量蒸馏水,向其中加入少量试样硫酸,如能放出大量热则为浓H2SO4,反之则为稀H2SO4.
方法二:观察状态,浓H2SO4呈黏稠状,而稀H2SO4为黏稠度较小的溶液.
方法三:用手掂掂分量,因为浓H2SO4的密度较大 (1.84g•cm﹣3,相同体积的浓H2SO4和稀H2SO4,浓H2SO4的质量比稀H2SO4大很多.
方法四:取少量试样,向其中投入铁片,若产生气体,则为稀H2SO4;若无明显现象(钝化),则为浓H2SO4.
方法五:用玻璃棒蘸取试样在纸上写字,立即变黑 (浓H2SO4的脱水性)者为浓H2SO4,另一种为稀H2SO4.
方法六:取少量试样,分别投入一小块铜片,稍加热发生反应的(有气泡产生)为浓H2SO4.(浓H2SO4的强氧化性),无现象的是稀H2SO4.
18.钠的化学性质
【知识点的知识】
1、钠的结构:
钠元素的原子序数等于11,在周期表中位于第三周期,第ⅠA族,因此钠的金属性比较强,是很活泼的金属材料。其单质很软,具有银白色金属光泽,是热和电的良导体。钠的密度比水小,比煤油大,熔点97.81℃,沸点882.9℃。
2、钠的物理性质:
钠单质很软,具有银白色金属光泽,是热和电的良导体。钠的密度比水小,比煤油大,熔点97.81℃,沸点882.9℃。
概括为:银白软轻低,热电良导体。
3、钠的化学性质:
①与非金属单质的反应
A.与氧气反应
4Na+O2=2Na2O(白色固体,不稳定)(空气中,钠的切面由银白色逐渐变暗的原因)
2Na+O2Na2O2(淡黄色固体,较稳定)
B.与硫反应
2Na+S=Na2S (研磨时发生爆炸)
C.与氯气反应
2Na+Cl22NaCl
②与水反应
2
③与盐溶液反应
钠与盐溶液反应,先考虑钠与水反应生成氢氧化钠,再考虑氢氧化钠是否与盐反应。
A.投入NaCl溶液中,只有氢气放出。2Na+2H2O═2NaOH+H2↑
B.投入饱和NaCl溶液中,有氢气放出,还有NaCl晶体析出(温度不变)。
C.投入NH4Cl溶液中,有H2和NH3逸出。2Na+2NH4Cl═2NaCl+2NH3↑+H2↑
D.投入CuSO4溶液中,有气体放出和蓝色沉淀生成。
2Na+2H2O+CuSO4═Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑
19.铁的化学性质
【考点归纳】
一、Fe单质的性质:
二、铁的氧化物的性质:
三、铁的氢氧化物的性质:
四、Fe2+和Fe3+
五、“铁三角”:
六、知识网络
涉及铁及其化合物的几个与量有关的离子方程式
1.铁与稀HNO3反应:
(1)Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
(2)3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
(3)2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
【1】当时,按反应①进行;
【2】当≥时,按反应②进行;
【3】当<时,则反应①、②都发生。
上述反应可以认为先发生反应①,若有Fe剩余则发生③,合并①、③即可得到反应②,所以无论是反应①还是反应②,被还原的HNO3都占参与反应HNO3的。
2.Cl2与FeBr2溶液反应:
由于还原性Fe2+>Br﹣,Cl2应先氧化Fe2+,待Fe2+被氧化完全后再氧化Br﹣。
①当Cl2少量,只氧化Fe2+时,即n(Cl2):n (FeBr2)≤1:2时,离子方程式为:
Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl﹣
②当Cl2过量,Fe2+、Br﹣全被氧化时,即n(Cl2):n (FeBr2)≥3:2时,离子方程式为:
3Cl2+2Fe2++4Br﹣═2Fe3++6Cl﹣+2Br2
③当Cl2将Fe2+全部氧化,Br﹣部分氧化时,即1:2<n(Cl2):n (FeBr2)<3:2时,离子方程式写为:2Cl2+2Fe2++2Br﹣═2Fe3++4Cl﹣+Br2等多种,依具体用量而定。
3.Cl2与FeI2溶液反应:
由于还原性I﹣>Fe2+,Cl2应先氧化I﹣,待I﹣完全被氧化后再氧化Fe2+。
①当Cl2少量,只氧化I﹣时,即n(Cl2):n (FeI2)≤1:1时,离子方程式为:
Cl2+2I﹣═2Cl﹣+I2
②当 Cl2过量,I﹣、Fe2+全被氧化时,即n(Cl2):n (FeI2)≥3:2时,离子方程式为:
3Cl2+2Fe2++4I﹣═2Fe3++6Cl﹣+2I2
③当Cl2将I﹣全部氧化,Fe2+部分氧化时,即1:1<n(Cl2):n (FeI2)<3:2时,离子方程式可写为:4Cl2+2Fe2++6I﹣═2Fe3++8Cl﹣+3I2等多种,依具体用量而定。金属离子
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
Zn2+
Ni2+
开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9
化学键
C﹣H
C﹣F
H﹣F
F﹣F
键能/(kJ/ml)
414
489
565
155
条件变化
反应特征
化学反应速率
v正与v逆的关系
平衡移动方向
增大c(A)
可逆反应
加快
加快
v正>v逆
正反应方向
增大c(C)
加快
加快
v正<v逆
逆反应方向
减小c(A)
减慢
减慢
v正<v逆
逆反应方向
减小c(C)
减慢
减慢
v正>v逆
正反应方向
增大压强
m+n>p+q
加快
加快
v正>v逆
正反应方向
m+n=p+q
加快
加快
v正=v逆
平衡不移动
m+n<p+q
加快
加快
v正<v逆
逆反应方向
减小压强
m+n>p+q
减慢
减慢
v正<v逆
逆反应方向
m+n=p+q
减慢
减慢
v正=v逆
平衡不移动
m+n<p+q
减慢
减慢
v正>v逆
正反应方向
升高温度
Q<0
加快
加快
v正<v逆
逆反应方向
Q>0
加快
加快
v正>v逆
正反应方向
降低温度
Q<0
减慢
减慢
v正>v逆
正反应方向
Q>0
减慢
减慢
v正<v逆
逆反应方向
N2
P
As
Sb
Bi
颜色
无色
白磷:白色或黄色
红磷:红棕色
灰砷:灰色
银白色
银白色或微显红色
状态
气体
固体
固体
固体
固体
密度
逐 渐 增 大
熔点、沸点
先按N2、P、As的顺序逐渐升高,而后按Sb、Bi的顺序逐渐降低
氮的氧化物
一氧化氮(NO)
二氧化氮(NO2)
物理性质
为无色、不溶于水、有毒的气体
为红棕色、有刺激性气味、有毒的气体,易溶于水
化学性质
①极易被空气中的O2氧化:
2NO+O2=2NO2
②NO中的氮为+2价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性
与H2O反应:
3NO2+H2O=2HNO3+NO
(工业制HNO3原理.在此反应中,NO2同时作氧化剂和还原剂)
磷的同素异形体
白磷
红磷
说明
物
理
性
质
颜色、状态
无色蜡状固体
红棕色粉末
①白磷与红磷的结构不同是物理性质存在差别的原因②由两者物理性质的不同,证明了白磷与红磷是不同的单质
密度(g•cm﹣3)
1.82
2.34
溶解性
不溶于水,溶于CS2
不溶于水,也不溶于CS2
毒 性
剧 毒
无 毒
着火点
40℃(白磷受到轻微的摩擦就会燃烧;常温时,白磷可被氧化而发光)
240℃
化学性质
白磷、红磷在空气中燃烧,都生成白色的P2O5
白磷与红磷燃烧都生成P2O5,证明它们都是由磷元素形成的单质
相互转化
白磷 红磷
证明白磷与红磷所含元素相同﹣﹣互为同素异形体
保存方法
密封保存,少量白磷保存在水中
密封保存,防止吸湿
切削白磷应在水中进行
用 途
制造高纯度磷酸;制造燃烧弹、烟幕弹
制造高纯度磷酸;制农药、安全火柴
元素
氮(N)
磷(P)
自然界中存在的形式
游离态和化合态
只有化合态
单质与O2化合的情况
N2+O22NO(易)
4P+5O22P2O5(难)
单质与H2化合的情况
N2+3H22NH3
2P(蒸汽)+3H22PH3
单质的化学活泼性及原因
单质活泼性:N2<P
原因:N2分子中N≡N键很牢固,故N2性质稳定、不活泼
氢化物的稳定性
NH3>PH3
最高价氧化物对应水化物的酸性
HNO3>H3PO4
非金属性
N>P
N2
P
As
Sb
Bi
颜色
无色
白磷:白色或黄色
红磷:红棕色
灰砷:灰色
银白色
银白色或微显红色
状态
气体
固体
固体
固体
固体
密度
逐 渐 增 大
熔点、沸点
先按N2、P、As的顺序逐渐升高,而后按Sb、Bi的顺序逐渐降低
名称
二氧化硫
氯水
原理
二氧化硫溶于水产生的亚硫酸与有色物质直接结合生成不稳定的无色物质
氯水中的次氯酸将有色物质氧化成无色物质
实质
非氧化还原反应
氧化还原反应
程度
可逆
不可逆
范围
漂白某些有色物质,不能使紫色石蕊试液褪色
漂白大多数有色物质,使紫色石蕊试液褪色
干燥剂
可干燥的气体
不可干燥的气体
名称或化学式
酸碱性
状态
浓H2SO4
酸性
液体
H2、N2、O2、CO2、HCl、CH4、CO
NH3
固体NaOH、生石灰,碱石灰(氢氧化钠和生石灰的混合物)
碱性
固态
H2、O2、N2、CH4、CO、NH3等
CO2、SO2、HCl
无水CaCl2
中性
固态
除NH3外的所有气体
NH3
主要实验现象
对实验现象的分析
浮在水面上
密度比水小
熔化成闪亮的小球
反应放热,且钠的熔点低
迅速游动
反应产生气体(H2)
嘶嘶作响
反应剧烈
溶液呈红色
反应生成NaOH,遇酚酞变红
内容
铁(Fe)
原子结构
周期表中位置
第4周期第Ⅷ族
小结
过渡金属,表现还原性
物理性质
颜色
银白色有金属光泽
状态
固体
熔沸点
较高
硬度
较硬
密度
较大,是重金属
导电性
较好;铁具有铁磁性
化
学
性
质
与
单
质
价态
+2;+3
O2
3Fe+2O2Fe3O4
小结
①在潮湿空气中,不纯的铁发生吸氧腐蚀(电化学腐蚀)。
②铁锈的形成:
Fe2++2OH﹣=Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+2H2O+O2═4Fe(OH)3↓,
红褐色的Fe(OH)3失去部分水便得到铁锈 (Fe2O3•nH2O)。也:
4Fe+3O2+nH2O=2Fe2O3•nH2O.
Cl2
2Fe+3Cl22FeCl3
S、I2
Fe+SFeS Fe+I2FeI2
小结
①变价金属Cu和Fe与氧化性较弱的S、I2反应只能生成价态较低的金属化合物。
与H2O
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2↑
与非氧化性酸
HCl
Fe+2H+=Fe2++H2↑
H2SO4
与
氧
化
性
酸
HNO3
Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
Fe+6HNO3(浓)═Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
浓
H2SO4
2Fe+6H2SO4(浓)═Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
小结
①浓硫酸或浓硝酸与铁在常温下发生钝化现象;
②铁与氧化性酸反应,主要不产生H2;
③铁和硝酸、浓硫酸反应,当铁过量时生成Fe2+.
与盐溶液
能置换出活动性顺序表排在其后面的金属单质:
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;Fe+2Fe3+=3Fe2+
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
名称(俗名)
氧化亚铁
三氧化二铁
(氧化铁,铁红)
四氧化三铁
(磁性氧化铁)
色、态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
溶解性
都难溶于水
金属价态
+2
+3
+2;+3
磁性
无
无
有
与HCl反应
FeO+2H+
=Fe2++H2O
Fe2O3+6H+
=2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+
=Fe2++2Fe3++4H2O
与HNO3反应
3FeO+10H++NO3﹣
=3Fe3++NO↑+5H2O
Fe2+ 被氧化为Fe3+
与HI反应
FeO+2H+=Fe2++H2O
Fe2O3+6H++2I﹣
=2Fe2++I2+3H2O
Fe3+ 被还原为Fe2+
与
还
原
剂
(高温)
H2
H2+FeOFe+H2O
3H2+Fe2O32Fe+3H2O
4H2+Fe3O43Fe+4H2O
CO
CO+FeOFe+CO2
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
4CO+Fe3O43Fe+4CO2
Al
2Al+3FeO3Fe+Al2O3
2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3
稳定性
不稳定,可被氧化,在空气中加热被氧化成Fe3O4
较稳定
用途
颜料
磁性材料
物质
氢氧化亚铁
氢氧化铁
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
物理
性质
色、态
白色絮状固体
红褐色固体
水溶性
都难溶于水
酸碱性
都是弱碱
与酸
反应
盐酸
Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
硝酸
3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O
稳定性
不稳定易被空气中氧气氧化,白色迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
不稳定,受热易分解
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
实验
室制
取
原理
Fe2++2OH﹣=Fe(OH)2↓
Fe3++3OH﹣=Fe(OH)3↓
注意
如何避免被氧化变质?
①FeSO4晶体中不能含有 Fe3+;
②配制FeSO4溶液加入少量铁粉;
③配制溶液的蒸馏水及NaOH溶液均须用“煮沸”等方法以除去其中溶解的氧气;
④反应过程避免和空气接触。
如何制备氢氧化铁胶体?
向沸水中滴加几滴FeCl3溶液而得,FeCl3不宜过多,浓度不宜过大,加热时间不宜过长,否则容易产生沉淀。
离子
Fe2+[FeSO4]
Fe3+[Fe2(SO4)3]
溶液中颜色
浅绿色
棕黄色
化
学
性
质
氧
化
剂
HNO3
3Fe2++4H++NO3﹣
=3Fe3++2H2O+NO↑
不反应
O3、H2O2等
将Fe2+氧化成Fe3+
还
原
剂
Na2S
Fe2++S2﹣=FeS↓
2Fe3++S2﹣(少)=2Fe2++S↓
2Fe3++3S2﹣(过)=2FeS↓+S↓
H2S
不反应
2Fe3++S2﹣(少。过)=2Fe2++S↓
小结
①FeS能溶于硫酸、盐酸
HI
不反应
2Fe3++2I﹣=2Fe2++I2
不反应
总结
①Fe2+具有还原性,易被氧化;加入氧化剂,溶液由浅绿色变为棕黄色
②Fe3+具有强氧化性,可以氧化还原性较强的物质
NaOH
溶液
反应
Fe2++2OH﹣=Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
Fe3++3OH﹣=Fe(OH)3↓
现象
先生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
生成红褐色沉淀
水溶
液中
稳定
性
水解
水解;易被氧化变质
水解
Fe2++2H2O═Fe(OH)2+2H+
如绿矾净水
(再被氧化为Fe(OH)3)
Fe3++3H2O═Fe(OH)3+3H+
Fe(OH)3胶体具有吸附性,可用于净化水
讨论
若将它们的水溶液蒸干得到什么物质?灼烧呢?
双水解
CO32﹣、AlO2﹣、HCO3﹣
离子共存
①酸性:MnO4﹣、NO3﹣、ClO﹣等不能共存;
②与 OH﹣、S2﹣等
①与S2﹣、SO32﹣、I﹣;②与OH﹣;
③与CO32﹣、HCO3﹣、AlO2﹣;
④与 SCN﹣.
保存
①加入少量铁粉,防止被氧化
②滴入少量硫酸(对应酸)抑制水解
滴入少量硫酸
(对应酸)抑制水解
离
子
的
检
验
、
鉴别
观察法
溶液呈浅绿色
溶液呈棕黄色
碱液法
(NaOH、氨水等)
先生成白色沉淀,又迅速转变为灰绿色,最后变成红褐色
生成红褐色沉淀
SCN﹣法
无明显现象
溶液呈血红色
H2S法
有浅黄色沉淀析出(或变浑浊)
苯酚法
溶液呈紫色
淀粉﹣KI法
淀粉﹣KI试纸变蓝色
KMnO4溶液
(溴水)法
能使紫色(橙红色)褪去
不褪色
铜片法
无明显现象
溶液逐渐变为蓝绿色、铜片逐渐减小
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